EP2155763A1 - Method for synthesizing cyclohexyl-substituted phosphines - Google Patents
Method for synthesizing cyclohexyl-substituted phosphinesInfo
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- EP2155763A1 EP2155763A1 EP08750169A EP08750169A EP2155763A1 EP 2155763 A1 EP2155763 A1 EP 2155763A1 EP 08750169 A EP08750169 A EP 08750169A EP 08750169 A EP08750169 A EP 08750169A EP 2155763 A1 EP2155763 A1 EP 2155763A1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/50—Organo-phosphines
- C07F9/5027—Polyphosphines
Definitions
- tricyclohexylphosphine is predominantly formed by reaction of phosphorus trichloride with a cyclohexylmagnesium halide, as described, for example, in Z. Anorg. AIIg. Chem. 277, 1954, 258 or in Chem. Ber. 95, 1962, 1894.
- Disadvantages here are the handling of the reactants, which is not unproblematic, as is the case with all magnesia organyls, the purification of the end product and the unsatisfactory yields.
- tricyclohexylphosphine Another production possibility for tricyclohexylphosphine is the hydrogenation of triphenylphosphine.
- the usual hydrogenation catalysts are unsuitable for this purpose because they are complexed by the phosphorus atom and thus deactivated. Only a few niobium and tantalum catalysts are suitable (J. Chem. Soc. Chem. 1992, 8, 632, J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1995, 8, 849, WO
- R is a radical of the formula II
- X and Y independently represent O or NR 8 ;
- each R 1 is independently Ci-C4 -alkyl, Ci-C4-haloalkyl, Ci-C 4 hydroxyalkyl, C 3 -C 0 - represents cycloalkyl, C 3 -Cio-halocycloalkyl, halogen, OR 2 or COR 3 ;
- R 2 is H or C 1 -C 4 alkyl
- R 3 is H, C 1 -C 4 alkyl, OR 4 or NR 5 R 6 ;
- R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are H or C 1 -C 4 -alkyl;
- R 7 is H, C 1 -C 4 -alkyl or C 2 -C 4 -hydroxyalkyl; or in the event that two substituents of the formula IV are bonded to the same or to two adjacent carbon atoms of the alkyl radical, two radicals R 7 can also together form a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms;
- b is 0, 1, 2, 3k, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10;
- R ' is a radical of the formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VI
- R 1 , x and # are as defined above;
- Formulas V and VI are not intended to be interpreted as limiting the actual electronic structure of the phosphine dihalide group. In particular, they should not be interpreted to mean that the halogen atoms are covalently bonded to the phosphorus atom, because it can also ionic bonds are present (eg in the form of [PX] + X "). They are to be understood as two cyclohexyl and the rest R 'or the alkyl radical covalently and two halogen atoms are bonded via an unspecified binding form (which may be covalent or ionic and the same or different for the two halogen atoms) to the phosphorus atom.
- Halogen is fluorine, chlorine, bromine or iodine, preferably fluorine, chlorine or bromine and in particular chlorine or bromine.
- C 1 -C 4 -alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl and tert-butyl.
- Ci-C ⁇ -alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms. Examples thereof are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neo-pentyl, 2,2-dimethylpropyl, hexyl, isohexyl and positional isomers thereof.
- Ci-Cs-alkyl represents a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples include, in addition to the examples already mentioned in CrC 4 -AlkVl heptyl, 3,3-dimethylpentyl, octyl and 2-ethylhexyl and position isomers thereof.
- Ci-Cio-alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms. Examples of these are, in addition to the examples already mentioned for C 1 -C 6 -alkyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl and 2-propylheptyl, as well as positional isomers thereof. If the alkyl radical is substituted and carries, for example, 1, 2, 3 or 4 radicals of the formulas III, VI, VIII or XI, then it goes without saying that in the abovementioned alkyl radicals, the corresponding number of hydrogen atoms is replaced by these substituents is.
- Ci-C4-hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, wherein each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl and the like.
- C 2 -C 4 -hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 2 to 4 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carrying at most one hydroxyl group, and as a rule the Hydroxy group (s) is not attached to the carbon atom at the 1-position of the alkyl group. Examples of these are 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl and the like.
- Ci-C ⁇ -hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are, in addition to the examples mentioned for C 1 -C 4 -hydroxyalkyl, pentaerythritol and sorbitol.
- Ci-Cio-hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl, pentaerythritol, sorbitol and the like.
- C3-Cio-Cycloalkyl is an optionally substituted mono- or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms as ring members.
- monocyclic groups are cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl and cyclodecyl.
- Examples of polycyclic groups are nomenulyl, decalinyl, adamantyl and the like. Suitable substituents are, for example, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and halogen.
- C3-Cio-Halocycloalkyl represents an optionally substituted mono- or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms as ring members, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a halogen atom.
- Examples thereof are chlorocyclopropyl, dichlorocyclopropyl, fluorocyclopropyl, difluorocyclopropyl, chlorocyclopentyl, dichlorocyclopentyl, fluorocyclopentyl, difluorocyclopentyl and the like.
- Aryl-C 1 -C 4 -alkyl is a C 1 -C 4 -alkyl radical which is substituted by an aryl group. Examples of these are benzyl and 1- and 2-phenylethyl.
- Z is preferably Cl, i. the starting material V to be reduced is preferably a phosphine dichloride.
- the pressure is preferably at least 30 bar, e.g. 30 to 300 bar, preferably 30 to 250 bar, particularly preferably 30 to 200 bar and in particular 30 to 150 bar; more preferably at least 50 bar, e.g. 50 to 300 bar, preferably 50 to 250 bar, particularly preferably 50 to 200 bar and in particular 50 to 150 bar; more preferably at least 80 bar, e.g. 80 to 300 bar, preferably 80 to 250 bar, particularly preferably 80 to 200 bar and in particular 80 to 150 bar; and in particular at least 90 bar, e.g. 90 to 300 bar, preferably 90 to 250 bar, more preferably 90 to 200 bar and in particular 90 to 150 bar.
- the pressure may also be provided either by hydrogen alone or by a mixture of hydrogen with an inert gas, such as nitrogen, argon or carbon dioxide, and / or in the event that the reduction is carried out in the presence of ammonia (see below for details on this embodiment) be built up with ammonia. If a mixture of hydrogen and inert gas and / or ammonia is used, the partial pressure of hydrogen must of course be so high that the reduction of compound V can succeed.
- the partial pressure of hydrogen in the mixture is preferably at least 50%, particularly preferably at least 70% and in particular at least 80% of the total pressure. Preferably, the pressure is built up solely by hydrogen.
- Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- a technical gas i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases
- pure form i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process.
- hydrogen is used in pure form.
- Hydrogen is used in equimolar amounts or preferably in molar excess, based on the compound V to be reduced.
- the molar ratio of hydrogen used to compound V used is preferably 1: 1 to 100: 1, particularly preferably 1: 1 to 20: 1 and in particular 1: 5: 1 to 10: 1.
- the reaction can be carried out either in bulk or in a suitable solvent.
- the reaction is carried out in a suitable solvent.
- suitable solvents are those which are inert under the given reaction conditions, i. react neither with the reactants nor with the reaction product and are not hydrogenated especially under the reaction conditions themselves.
- the reduction, ie the reaction of compound V with hydrogen is carried out in the presence of a base.
- Suitable bases are, for example, alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, alkali metal alkoxides, such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium tert-butoxide and potassium tert-butoxide, N-containing basic heterocycles, such as piperidine, piperazine, morpholine, pyridine, picoline and lutidine, ammonia and amines.
- Preferred bases are those which are at least partially soluble in the reaction medium of the reduction reaction.
- amines examples include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexylamine, aniline, benzylamine and the like.
- ammonia is used.
- the molar ratio of the base used to the compound V used is preferably 1: 1 to 10: 1, more preferably 1: 1 to 3: 1 and in particular 1: 1 to 2: 1.
- the reduction does not occur in the presence of a base.
- the molar ratio of Lewis acid used to compound V used, based on each PZ2 group, is preferably 4: 1 to 1:10, more preferably 2: 1 to 1: 2.
- the reaction can be designed both as a batch mode of operation as well as semicontinuously or continuously.
- Suitable reactors are all reaction vessels known to the person skilled in the art for pressure reactions, such as autoclaves, pressure reactors and tubular pressure reactors.
- the reactants are passed in, if appropriate
- Inert gas optionally a solvent and optionally a base through a suitable pressure reactor, which is adjusted to the desired pressure and the desired temperature. If desired, the discharge can be recirculated several times.
- the residual solid can then be purified according to conventional methods, for example by washing, trituration or recrystallization.
- the reaction mixture Prior to removal of the solvent, the reaction mixture may also first be treated with another solvent in which the hydrohalide is still more insoluble, usually an even more nonpolar solvent, to facilitate separation via filtration or decantation.
- the preparation of the free phosphine from the hydrohalide is carried out by conventional methods for the liberation of free bases from their acid addition salts, for example thermally, optionally in combination with stripping the liberated hydrohalic acid.
- the stripping is carried out, for example, by introducing an inert gas, such as nitrogen, carbon dioxide or argon, in a sufficiently strong gas stream.
- the release is carried out by reacting the hydrohalide with a base.
- Suitable bases are those mentioned above.
- inorganic bases are used, alkali metal hydroxides such as sodium or potassium hydroxide being preferred.
- the reaction is generally carried out in a polar solvent in which the hydrohalide is soluble, but the free base is not or only poorly, for example water, C 1 -C 3 -alcohols, such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, or mixtures thereof ,
- a polar solvent in which the hydrohalide is soluble, but the free base is not or only poorly, for example water, C 1 -C 3 -alcohols, such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, or mixtures thereof
- the resulting free base is then isolated by conventional methods, for example by filtration, sedimentation, centrifugation or extraction with a nonpolar solvent. It is also possible to convert the initially formed hydrohalide directly, ie without prior purification, into the free base and then subjecting it to suitable purification steps; however, the first variant is preferred.
- the reaction of the reactants and the isolation and purification of the products is preferably carried out under exclusion of oxygen; e.g. It is preferable to use inertized equipment and possibly degassed solvents and avoid contact with air.
- the compound V used as starting material in process A according to the invention is preferably prepared by reacting a corresponding compound VII
- R " is a radical of the formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms which is 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VIII
- R 1 , x and # are as defined above;
- Suitable compounds are all customary halogenating agents, such as phosgene, the tri- and pentahaloides of phosphorus, such as phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentachloride and phosphorodibromide trifluoride, the pentahalides of antimony and arsenic, such as antimony pentachloride, antimony pentabromide, arsenic pentafluoride, arsenic pentachloride and arsenic pentabromide, thionyl chloride, Oxalyl chloride, sulfur tetrafluoride and the like, with phosgene, phosphorus trichloride, thionyl chloride and oxalyl chloride, and especially phosgene, phosphorus trichloride and thionyl chloride, being preferred. Specially used phosgene.
- halogenation can be carried out in analogy to known processes for the conversion of phosphine oxides into the corresponding phosphine dihalides, as described, for example, in US Pat. Nos. 4,727,193, DE 1192205, DE 1259883, DE 19532310, Z. Anorg. AIIg. Chem. 369, 1969, 33, Chem. Ber. 92, 1959, 2088 and Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. 12/1, 1963, 129.
- Suitable solvents are those which are inert under the given reaction conditions, ie react neither with the reactants nor with the reaction product and which in particular are not halogenated under the reaction conditions themselves.
- suitable solvents are alkanes such as pentane, hexane, heptane and the like, cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylenes, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene and the dichlorobenzenes.
- the solvent is desirably chosen, of course, so that it is also suitable for the subsequent reduction step.
- Preferred solvents are the abovementioned aromatic hydrocarbons, in particular toluene. Since the halogenation reaction is generally exothermic, the reaction is preferably carried out under cooling or at least so that evaporating solvent can not escape and is condensed back into the reaction vessel. In addition, the halogenating agent is preferably added not at one time but continuously or in portions so that the exothermicity of the reaction can be controlled.
- the halogenating agent is used in relation to the compound VII at least equimolar, and preferably in molar excess, these molar details refer to the halide contained in the halogenating agent capable of halogenation.
- the molar ratio of reactive halogen atoms present in the halogenating agent (ie halogenating halogen atoms capable of halogenation) to the phosphine oxide VII is 1: 1 to 100: 1, more preferably 1: 1 to 50: 1, more preferably 1: 1 to 20 : 1, even more preferably 1: 1 to 10: 1 and especially 1: 1 to 5: 1, eg 1: 1 to 3: 1 or to 2: 1.
- reaction mixture is freed by conventional methods of excess halogenating agent, for example by stripping with an inert gas.
- the reaction product can then be isolated according to customary processes and, if desired, also purified. In general, however, the purity is sufficient and the product can be used without further purification steps in the next step. If the solvent chosen was one which can also be used in the subsequent reduction step (reduction to compound I or its hydrohalide), then the phosphine dihalide V need not be isolated, but may be in the form of the entire, but preferably freed from, halogenating agent reaction solution be used in the following step.
- R '" for a radical of the formula X.
- step (c) reacting the compounds of formula V obtained in step (b) with a reducing agent to give compounds I or a hydrohalide thereof.
- a reducing agent to give compounds I or a hydrohalide thereof.
- the hydrogenation step (a) of the process B according to the invention can be carried out according to customary processes of the prior art for the reduction of aromatics to the corresponding cycloalkanes and more particularly of aryl, especially phenyl-substituted, phosphine oxides to the corresponding cycloalkyl-substituted phosphine oxides.
- the hydrogenation is generally carried out in the presence of a suitable hydrogenation catalyst.
- a suitable hydrogenation catalyst As hydrogenation catalysts, it is possible to use generally all prior art catalysts which catalyze the hydrogenation of aromatics to the corresponding cycloalkanes and, more particularly, aryl and especially phenyl-substituted phosphine oxides to the corresponding cycloalkyl-substituted phosphine oxides.
- the catalysts can be used both in heterogeneous phase as well as homo gene catalysts.
- the hydrogenation catalysts contain at least one Group VIII metal.
- Particularly suitable metals of group VIII are selected from ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium and platinum and in particular from ruthenium, rhodium, nickel and platinum.
- the hydrogenation catalysts particularly preferably contain ruthenium as the active metal.
- the metals can also be used as mixtures.
- the catalysts in addition to the metals of Group VIII also small amounts of other metals, such as Group VIIb metals, in particular rhenium, or metals of Group Ib, d. H. Copper, silver or gold, included.
- a heterogeneous catalyst is used, this is suitably present in finely divided form.
- the finely divided shape is achieved, for example, as follows:
- Adams catalyst The metal oxides, in particular the oxides of platinum, palladium and also ruthenium, are reduced in situ by the hydrogen used for the hydrogenation.
- Skeleton or Raney Catalyst The catalyst is prepared as a "metal sponge" from a binary alloy of the metal (especially nickel or cobalt) with aluminum or silicon by dissolving a partner with acid or alkali. Residues of the original alloying partner often act synergistically.
- Supported catalyst Black catalysts can also be precipitated on the surface of a carrier substance. Suitable carriers and carrier materials are described below.
- heterogeneous catalysts are described in general form, for example, in the Organikum, 17th edition, VEB Deutscher Verlag dermaschineen, Berlin, 1988, p. 288.
- heterogeneous hydrogenation catalysts which are suitable for the reduction of aromatics to cycloalkanes are described in more detail in the following documents:
- US 3,597,489, US 2,898,387 and GB 799,396 describe the hydrogenation of benzene to cyclohexane over nickel and platinum catalysts in the gas or liquid phase.
- GB 1 155 559 describes the use of a rhenium doped nickel catalyst for the hydrogenation of benzene.
- US 3,202,723 describes the hydrogenation of benzene with Raney nickel.
- Ruthenium-containing suspension catalysts doped with palladium, platinum or rhodium are used in SU 319582 for the hydrogenation of benzene to cyclohexane.
- Alumina-supported catalysts are described in US 3,917,540 and US 3,244,644. The hydrogenation catalysts described in these references are incorporated herein by reference.
- the carrier material may have different shapes.
- a mobile catalyst phase for example in a slurry reactor, for example in a stirred tank, moving bed, fluidized bed, fluidized bed or bubble column reactor
- the support material is generally used in the form of a finely divided powder.
- immobile catalyst phase for example in a slurry reactor, for example in a stirred tank, moving bed, fluidized bed, fluidized bed or bubble column reactor
- immobile catalyst phase for example in a fixed-bed catalyst, for example in a bottoms or trickle reactor
- moldings are used rather as support materials.
- Such shaped bodies can be in the form of spheres, tablets, cylinders, hollow cylinders, Raschig rings, strands, saddles, stars, spirals, etc.
- the carriers are present in a size (dimension of the longest extent) of about 1 to 30 mm.
- the carriers can be present in the form of monoliths, as described, for example, in DE-A-19642770.
- the carriers can be used in the form of wires, sheets, grids, nets, fabrics and the like.
- the carriers can be made of metallic or non-metallic, porous or nonporous material.
- Suitable metallic materials are, for example, high-alloy stainless steels.
- Suitable non-metallic materials are, for example, mineral materials, e.g. natural and synthetic minerals, glasses or ceramics, plastics, e.g. artificial or natural polymers, or a combination of both.
- Preferred support materials are carbon, in particular activated carbon, silicon carbide, (semi-) metal oxides, such as silica, in particular amorphous silica, alumina, magnesia, titania, zirconia and zinc oxide, and also the sulfates and carbonates of alkaline earth metals, such as calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium carbonate, Magnesium sulfate, barium carbonate and barium sulfate.
- silicon carbide silicon carbide
- metal oxides such as silica, in particular amorphous silica, alumina, magnesia, titania, zirconia and zinc oxide
- alkaline earth metals such as calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium carbonate, Magnesium sulfate, barium carbonate and barium sulfate.
- the catalyst may be applied to the support by conventional methods, e.g. by soaking, wetting or spraying the carrier with a solution containing the catalyst or a suitable precursor thereof.
- the metallic catalysts can also be used in the form of their oxides, in particular penta-dium oxide, platinum oxide, rhodium oxide, ruthenium oxide or nickel oxide, which are then reduced under the hydrogenation conditions to the corresponding metals. These can also be used in supported form.
- Preferred supports are also selected here from coal, in particular activated carbon, silicon dioxide, in particular amorphous silicon dioxide, silicon carbide, barium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and in particular aluminum oxide, wherein the supports can be present in the forms described above.
- Preferred carrier form are the moldings described above.
- An example of a metal sponge is Raney Nickel.
- Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- a technical gas i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases
- pure form i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process.
- hydrogen is used in pure form.
- the pressures given above refer to the pressure prevailing at the beginning of the reaction. This may decrease, especially when carrying out step (a) of process B in batch mode during the course of the reaction, e.g. to the extent that hydrogen is consumed. If the pressure drop is at most 20%, preferably at most 10% and especially at most 5% of the initial pressure, the pressure need not be set again to the value of the initial pressure. Of course, however, it can be brought to the value of the initial pressure or even to an even higher pressure, e.g. by repressing hydrogen and / or inert gas, preferably hydrogen, optionally mixed with inert gas.
- Preferred metals are those of the first main group, especially lithium, sodium or potassium, with sodium being particularly preferred, the second main group, especially magnesium, and the third main group, especially aluminum, and iron as a subgroup element.
- particularly preferred are sodium and aluminum.
- Preferred semi-metal is silicon. This may be in elemental form or as an alloy, e.g. as ferrosilicon used.
- the reaction pressure is usually of minor importance; It is possible to operate both at reduced pressure and at atmospheric pressure or overpressure of, for example, up to 10 bar, whereby a reaction regime at ambient pressure is appropriate.
- the reducing agents are usually used in a finely divided form as possible to allow the shortest possible reaction time, for example in the form of powders, chips, wools, sponges or suspensions.
- the reaction time depends on the application size, the reduction potential of the reducing agent used, the reaction temperature and other factors, and must be determined by the person skilled in the individual case, which can be done, for example, on the basis of simple preliminary tests.
- reaction product obtained may then be subjected to further purification steps, such as recrystallization, in particular by precipitation in the form of a hydrogen halide addition salt of phosphine I, extraction or column chromatography.
- step (c) of process B according to the invention is preferably carried out using hydrogen as the reducing agent.
- suitable and preferred process measures in the use of hydrogen as a reducing agent reference is made to the comments on method A.
- the ruthenium-based hydrogenation catalyst may be both a heterogeneous and a homogeneous catalyst.
- it is selected from catalysts based on ruthenium (IV) oxide, its hydrate, ruthenium (VIII) oxide, its hydrate, elemental ruthenium, elemental ruthenium mixed with at least one metal of group VIIb, VIII or Ib, coordination compounds of ruthenium Ligands such as carbonyl, triphenylphosphine and halides, or ruthenium salts such as ruthenium chloride or ruthenium nitrate.
- the ruthenium catalyst is preferably supported.
- elemental ruthenium or ruthenium (IV) oxide (or its Hydrate) on a suitable carrier Preferably, elemental ruthenium or ruthenium (IV) oxide (or its Hydrate) on a suitable carrier.
- suitable carriers are listed above in the description of step (a) of method B; they may be made of metallic or non-metallic, porous or nonporous material.
- a particularly suitable ruthenium hydrogenation catalyst is described in DE-A-2132547, which is hereby incorporated by reference. It is a ruthenium oxide hydrate, which is obtained by reacting a ruthenium salt, preferably the trihydrate of ruthenium (III) chloride, RuCl3-3H2 ⁇ , in aqueous solution with a base, preferably an alkali metal hydroxide, the ruthenium oxide Hydrate precipitated.
- the catalyst preferably has a particle size of about 40-60 ⁇ , a relatively low ruthenium content of about 40-60% by weight, based on the total weight of the catalyst, and / or a water content of about 10-20% by weight on the total weight of the catalyst.
- the reaction temperature is preferably 80 to 200 0 C, particularly preferably 100 to 200 0 C and in particular 100 to 180 ° C.
- the reaction is preferably carried out at a pressure of 50 to 350 bar, particularly preferably from 80 to 300 bar, more preferably from 100 to 300 bar, in particular from 150 to 300 bar and especially from 170 to 270 bar.
- the pressure can be built up either by hydrogen alone or by a mixture of hydrogen with an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide. If a mixture of hydrogen and inert gas is used, the partial pressure of hydrogen must of course be so high that the hydrogenation of compound IX can succeed.
- the partial pressure of hydrogen in the mixture is at least 50%, more preferably at least 70% and in particular at least 80% of the total pressure.
- the pressure is built up solely by hydrogen.
- Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- a technical gas i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases
- pure form i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume.
- hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process.
- hydrogen is used in pure form.
- Hydrogen is used in molar excess, based on the compound IX to be hydrogenated.
- the molar ratio of hydrogen used to the compound used is preferably 1X 500: 1 to 10: 1, particularly preferably 100: 1 to 10: 1 and in particular 50: 1 to 10: 1.
- the pressures given above refer to the pressure prevailing at the beginning of the reaction. This can fall, especially when carrying out the process C in batch mode in the course of the reaction, for example, to the extent that hydrogen is consumed. If the pressure drop is at most 20%, preferably at most 10% and especially at most 5% of the initial pressure, the pressure need not be set again to the value of the initial pressure. Of course, however, it can be brought to the value of the initial pressure or even to an even higher pressure, for example by repressing hydrogen and / or inert gas, preferably hydrogen, optionally in admixture with inert gas.
- the hydrogenation is preferably carried out in a suitable solvent.
- suitable solvents are those which are inert under the reaction conditions, d. H. neither react with the starting material or product nor be changed themselves.
- suitable solvents are not self-hydrogenated under the hydrogenation conditions.
- the solvents are saturated, i. they contain no C-C double bonds.
- polar solvents such as the abovementioned cyclic ethers, in particular tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, the abovementioned ketones, alcohols, carboxylic acids, mixtures thereof or mixtures with water.
- polar solvents such as the abovementioned cyclic ethers, in particular tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, the abovementioned ketones, alcohols, carboxylic acids, mixtures thereof or mixtures with water.
- Specially used is aqueous or nonaqueous acetone, ethanol or methanol in pure form or in a mixture with water or acetic acid, acetic acid in the form of glacial acetic acid or in the form of aqueous acetic acid or especially tetrahydrofuran.
- the hydrogenation in the batch mode is usually carried out by initially introducing the compound IX and the catalyst in the solvent, bringing the reaction mixture to the desired temperature and then starting with the introduction of hydrogen. Work up is generally as described below. If the hydrogenation is designed as a continuous process, the exact procedure depends on the type of catalyst used and in particular on whether it is mobile (eg as suspended particles) or immovable (ie as a fixed bed catalyst) in the reactor. Suitable reactors for the use of mobile catalyst phases are continuous slurry reactors, such as continuous stirred tanks, fluidized bed reactors, fluidized bed reactors and bubble column reactors. Suitable fixed bed reactors are, for example, bottom and trickle reactors. The reaction is usually carried out according to the usual procedure for the respective reactor for three-phase reactions.
- the removal of the solvent is carried out by conventional methods, for example by distillation, in particular under reduced pressure.
- the product obtained can be purified by conventional methods, e.g. B. by distillation.
- n and n are independently 0, 1, 2 or 3;
- R 'in compounds V is preferably a radical of the formula XIV # - (CR 9 R 10 ) m - ( CR15R16 ) - ( CR11 R12 ) n (XIV) wherein
- Z is halogen
- R 15 and R 16 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XV
- R 1 , Z, x and # are as defined above.
- R "in compounds VII preferably represents a radical of the formula XVI
- R 1 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , m, n, x and # are as defined in formula XII;
- R 17 and R 18 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XVII
- R 1 , x and # are as defined above.
- R 1 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , m, n, x and # are as defined in formula XII;
- R 19 and R 20 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XIX
- R 1 , x and # are as defined above.
- R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 are H and the sum of m and n is 0, 1, 2 or 3.
- m is 0, n is 1, R 11 , R 13 , R 15 , R 17 and R 19 are H and R 12 , R 14 , R 16 , R 18 and R 20 are methyl or ethyl and especially methyl.
- R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n for 1;
- R 13 is a radical of formula XIII;
- R 14 is H, methyl, ethyl or a radical of formula XIII;
- R 15 is a radical of the formula XV;
- R 16 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XV;
- R 17 is a radical of the formula XVII;
- R 18 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XVII;
- R 19 is a radical of formula XIX;
- R 20 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XIX.
- R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n for 1;
- R 1 is preferably C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -hydroxyalkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl or halogen.
- Z is preferably Cl.
- x is preferably 0.
- Particularly preferred compounds I are selected from compounds of the formulas 1.1, I.2, I.3 and I.4
- R 1 and x are as defined above, o is 1, 2, 3 or 4
- R ⁇ is H, methyl, ethyl or a radical of formula XIII
- R ⁇ is H, methyl or ethyl and R ⁇ is Methyl or ethyl.
- particularly preferred compounds V are selected from compounds V.1, V.2, V.3 and V.4
- R 1 , R ⁇ , R ⁇ , R ⁇ , x and o have the meanings given above and Z is halogen.
- particularly preferred compounds VII are selected from compounds VII.1, VII.2, VII.3 and VII.4
- R 1 , R ⁇ , R ⁇ , R ⁇ , x and o have the meanings given above.
- particularly preferred compounds IX are selected from compounds IX.1, IX.2, IX.3 and IX.4
- R 1 , R ⁇ , R ⁇ , R ⁇ , x and o have the meanings given above.
- R is ß preferably H and R ⁇ is methyl or ethyl, or R ß is preferably methyl and R ⁇ is methyl or ethyl.
- More preferred compounds I are compounds of formula 1.1. Accordingly, more preferred compounds V are those of the formula V.1, more preferred compounds VII are those of the formula VI 1.1 and more preferred compounds IX are those of the formula IX.1.
- V.1 to V.3, VII.1 to VII.3 and IX.1 to IX.3, x is preferably 0. Accordingly, an even more preferred compound I is tricyclohexylphosphine, ie the processes A and B according to the invention are used in particular for the preparation of tricyclohexylphosphine.
- the compound V used is in particular a tricyclohexylphosphine dihalide, in particular tricyclohexylphosphine dichloride, as compound VII, in particular tricyclohexylphosphine oxide, and as compound IX (also in process C), in particular triphenylphosphine oxide.
- the apparatus used was a 250 ml flask with Teflon blade stirrer, thermometer, non-immersed gas inlet tube with rotameter and overpressure protection (0.1 bar), a reflux condenser with cryostat and a downstream dry ice condenser and a NaOH wash tower.
- the reflux condenser was cooled to -15 ° C.
- To the flask was charged 8.0 g (0.027 mol) of tricyclohexylphosphine oxide in 60 ml of anhydrous toluene at room temperature, and phosgene introduction was started.
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Abstract
The present invention relates to a method for synthesizing cyclohexyl-substituted phosphines. In addition, the invention relates to a method for synthesizing cyclohexyl-substituted phosphine oxides which can be used as intermediate products in the synthesis of cyclohexyl-substituted phosphines of Formula (I), in which R represents a group of Formula (II), or a linear or branched alkyl group with 1 to 8 carbon atoms, which carries the 1, 2, 3, or 4 groups of Formula (III) and which may carry, in addition, 1 to 4 substituents of Formula (IV); X and Y independently represent O or NR<SUP>8</SUP>.
Description
Verfahren zur Herstellung von Cyclohexyl-substituierten Phosphinen Process for the preparation of cyclohexyl-substituted phosphines
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cyclohexyl- substituierten Phosphinen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Cyclohexyl-substituierten Phosphinoxiden, die als Zwischenprodukte in die Herstellung von Cyclohexyl-substituierten Phosphinen eingesetzt werden können.The present invention relates to a process for the preparation of cyclohexyl-substituted phosphines. Moreover, the invention relates to a process for the preparation of cyclohexyl-substituted phosphine oxides, which can be used as intermediates in the preparation of cyclohexyl-substituted phosphines.
Cyclohexyl-substituierte Phosphine, wie Tricyclohexylphosphin, kernhydriertes DIOP oder kern hydriertes Chiraphos, sind wichtige Liganden, die in zahlreichen Reaktionen, z.B. in Metathesereaktionen, Carbonylierungsreaktionen und Suzuki-Kopplungen, zum Einsatz kommen.Cyclohexyl-substituted phosphines, such as tricyclohexylphosphine, ring-hydrogenated DIOP, or nucleus-hydrogenated chiraphos, are important ligands that have been used in numerous reactions, e.g. in metathesis reactions, carbonylation reactions and Suzuki couplings.
Bislang erfolgt die Herstellung von Cyclohexyl-substituierten Phosphinen in der Regel aus den Cylohexyl- und Phosphin-Grundbausteinen oder durch Kernhydrierung der entsprechenden Phenyl-substituierten Phosphine.So far, the preparation of cyclohexyl-substituted phosphines is usually carried out from the Cylohexyl- and phosphine basic building blocks or by nuclear hydrogenation of the corresponding phenyl-substituted phosphines.
So wird beispielsweise Tricyclohexylphosphin überwiegend durch Umsetzung von Phosphortrichlorid mit einem Cyclohexylmagnesiumhalogenid, wie beispielsweise in Z. Anorg. AIIg. Chem. 277, 1954, 258 oder in Chem. Ber. 95, 1962, 1894 beschrieben. Nachteilig sind hierbei die Handhabung der Reaktanden, die wie bei allen Magnesiu- morganylen nicht unproblematisch ist, die Reinigung des Endprodukts und die unbefriedigenden Ausbeuten.For example, tricyclohexylphosphine is predominantly formed by reaction of phosphorus trichloride with a cyclohexylmagnesium halide, as described, for example, in Z. Anorg. AIIg. Chem. 277, 1954, 258 or in Chem. Ber. 95, 1962, 1894. Disadvantages here are the handling of the reactants, which is not unproblematic, as is the case with all magnesia organyls, the purification of the end product and the unsatisfactory yields.
Eine weitere Herstellungsmöglichkeit für Tricyclohexylphosphin ist die Hydrierung von Triphenylphosphin. Die üblichen Hydrierungskatalysatoren sind hierfür jedoch ungeeignet, da sie durch das Phosphoratom komplexiert und damit desaktiviert werden. Geeignet sind lediglich einige Niob- und Tantalkatalysatoren (J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1992, 8, 632, J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1995, 8, 849, WOAnother production possibility for tricyclohexylphosphine is the hydrogenation of triphenylphosphine. However, the usual hydrogenation catalysts are unsuitable for this purpose because they are complexed by the phosphorus atom and thus deactivated. Only a few niobium and tantalum catalysts are suitable (J. Chem. Soc. Chem. 1992, 8, 632, J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1995, 8, 849, WO
93/321192). Diese sind jedoch nicht nur sehr teuer, sondern werden während der Reaktion auch noch zerstört.93/321192). These are not only very expensive, but are also destroyed during the reaction.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren bereitzustellen, das die oben beschriebenen Nachteile überwindet. Insbesondere sollte es großtechnisch anwendbar sein, keine komplizierten Verfahrensschritte erfordern und von preisgünstigen, leicht zugänglichen Reaktanden ausgehen.It was therefore an object of the present invention to provide a method which overcomes the disadvantages described above. In particular, it should be industrially applicable, require no complicated process steps and emanate from inexpensive, readily available reactants.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I
worinThe object is achieved by a process for the preparation of compounds of the formula I. wherein
R für einen Rest der Formel IlR is a radical of the formula II
oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel IIIor is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula III
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der F,,ormel IV
and also 1 to 4 substituents of F ,, ormel IV
tragen kann;can carry;
X und Y unabhängig voneinander für O oder NR8 stehen;X and Y independently represent O or NR 8 ;
jedes R1 unabhängig für Ci -C4-Al kyl, Ci-C4-Haloalkyl, Ci-C4-Hydroxyalkyl, C3-Ci0- Cycloalkyl, C3-Cio-Halocycloalkyl, Halogen, OR2 oder COR3 steht;each R 1 is independently Ci-C4 -alkyl, Ci-C4-haloalkyl, Ci-C 4 hydroxyalkyl, C 3 -C 0 - represents cycloalkyl, C 3 -Cio-halocycloalkyl, halogen, OR 2 or COR 3 ;
R2 für H oder Ci-C4-Alkyl steht;R 2 is H or C 1 -C 4 alkyl;
R3 für H, Ci-C4-Alkyl, OR4 oder NR5R6 steht;R 3 is H, C 1 -C 4 alkyl, OR 4 or NR 5 R 6 ;
R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für H oder Ci-C4-Al kyl stehen;
R7 für H, Ci-C4-Alkyl oder C2-C4-Hydroxyalkyl steht; oder für den Fall, dass zwei Substituenten der Formel IV am selben oder an zwei benachbarte Kohlenstoffatome des Alkylrests gebunden sind, zwei Reste R7 auch gemeinsam eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlen- stoffatomen bilden können;R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are H or C 1 -C 4 -alkyl; R 7 is H, C 1 -C 4 -alkyl or C 2 -C 4 -hydroxyalkyl; or in the event that two substituents of the formula IV are bonded to the same or to two adjacent carbon atoms of the alkyl radical, two radicals R 7 can also together form a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms;
R8 für H, d-C4-Alkyl oder C2-C4-Hydroxyalkyl steht;R 8 is H, dC 4 alkyl or C 2 -C 4 hydroxyalkyl;
jedes x unabhängig für 0, 1 , 2 oder 3 steht;each x is independently 0, 1, 2 or 3;
a für 2, 3 oder 4 steht;a is 2, 3 or 4;
b für 0, 1 , 2, 3k, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 steht; undb is 0, 1, 2, 3k, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10; and
# den Anknüpfungspunkt an den Rest des Moleküls bezeichnet;# denotes the point of attachment to the rest of the molecule;
oder Hydrohalogeniden davon, umfassend folgenden Schritt:or hydrohalides thereof, comprising the following step:
Umsetzung von Verbindungen der Formel VReaction of compounds of the formula V
worin wherein
R' für einen Rest der Formel Il oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel VIR 'is a radical of the formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VI
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV tragen kann;
Z für Halogen steht; undand may also carry 1 to 4 substituents of the formula IV; Z is halogen; and
R1, x und # wie oben definiert sind;R 1 , x and # are as defined above;
mit Wasserstoff bei einem Druck von 10 bis 300 bar.with hydrogen at a pressure of 10 to 300 bar.
Dieses Verfahren wird nachstehend als Verfahren A bezeichnet.This method will be referred to as method A below.
Die Formeln V und VI sollen nicht einschränkend bezüglich der tatsächlichen elektroni- sehen Struktur der Phosphindihalogenidgruppe interpretiert werden. Insbesondere sollen sie nicht dahingehend interpretiert werden, dass die Halogenatome kovalent an das Phosphoratom gebunden sind, denn es können auch ionische Bindungen vorliegen (z.B. in Form von [PX]+X"). Sie sind so zu verstehen, dass zwei Cyclohexylreste und der Rest R' bzw. der Alkylrest kovalent und zwei Halogenatome über eine nicht näher spezifizierte Bindungsform (die z.B. kovalent oder ionisch und für die beiden Halogenatome gleich oder verschieden sein kann) an das Phosphoratom gebunden sind.Formulas V and VI are not intended to be interpreted as limiting the actual electronic structure of the phosphine dihalide group. In particular, they should not be interpreted to mean that the halogen atoms are covalently bonded to the phosphorus atom, because it can also ionic bonds are present (eg in the form of [PX] + X "). They are to be understood as two cyclohexyl and the rest R 'or the alkyl radical covalently and two halogen atoms are bonded via an unspecified binding form (which may be covalent or ionic and the same or different for the two halogen atoms) to the phosphorus atom.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben die generischen Ausdrücke folgende Bedeutungen:In the context of the present invention, the generic terms have the following meanings:
Halogen steht für Fluor, Chlor, Brom oder lod, vorzugsweise für Fluor, Chlor oder Brom und insbesondere für Chlor oder Brom.Halogen is fluorine, chlorine, bromine or iodine, preferably fluorine, chlorine or bromine and in particular chlorine or bromine.
Ci-C4-Alkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoff- atomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, Iso- butyl und tert-Butyl.C 1 -C 4 -alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl and tert-butyl.
Ci-Cβ-Alkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, Iso- butyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, 2,2-Dimethylpropyl, Hexyl, Isohexyl und Stellungsisomere davon.Ci-Cβ-alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms. Examples thereof are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neo-pentyl, 2,2-dimethylpropyl, hexyl, isohexyl and positional isomers thereof.
Ci-Cs-Alkyl ("Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen") steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind neben den bereits bei CrC4-AIkVl genannten Beispielen Heptyl, 3,3-Dimethylpentyl, Octyl und 2- Ethylhexyl sowie Stellungsisomere davon.Ci-Cs-alkyl ("alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms") represents a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples include, in addition to the examples already mentioned in CrC 4 -AlkVl heptyl, 3,3-dimethylpentyl, octyl and 2-ethylhexyl and position isomers thereof.
Ci-Cio-Alkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind neben den bereits bei Ci-Cβ-Alkyl genannten Bei- spielen Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl und 2-Propylheptyl sowie Stellungsisomere davon.
Wenn der Alkylrest substituiert ist und beispielsweise 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formeln III, VI, VIII oder Xl trägt, so versteht es sich von selbst, dass in den oben definierten Alkylresten die entsprechende Anzahl an Wasserstoffatomen durch diese Substituen- ten ersetzt ist.Ci-Cio-alkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms. Examples of these are, in addition to the examples already mentioned for C 1 -C 6 -alkyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl and 2-propylheptyl, as well as positional isomers thereof. If the alkyl radical is substituted and carries, for example, 1, 2, 3 or 4 radicals of the formulas III, VI, VIII or XI, then it goes without saying that in the abovementioned alkyl radicals, the corresponding number of hydrogen atoms is replaced by these substituents is.
Ci-C4-Hydroxyalkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Hydroxygrup- pe ersetzt sind, wobei jedes Kohlenstoffatom in der Regel höchstens eine Hydro- xygruppe trägt. Beispiele hierfür sind Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 2- und 3- Hydroxypropyl, 2,3-Dihydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl und dergleichen.Ci-C4-hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, wherein each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl and the like.
C2-C4-Hydroxyalkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Hydroxygrup- pe ersetzt sind, wobei jedes Kohlenstoffatom in der Regel höchstens eine Hydro- xygruppe trägt und wobei in der Regel die Hydroxygruppe(n) nicht am Kohlenstoffatom in der 1 -Position der Alkylgruppe gebunden ist. Beispiele hierfür sind 2-Hydroxyethyl, 2- und 3-Hydroxypropyl, 2,3-Dihydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl und dergleichen.C 2 -C 4 -hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 2 to 4 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carrying at most one hydroxyl group, and as a rule the Hydroxy group (s) is not attached to the carbon atom at the 1-position of the alkyl group. Examples of these are 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl and the like.
Ci-Cβ-Hydroxyalkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Koh- lenstoffatomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Hydroxygrup- pe ersetzt sind, wobei jedes Kohlenstoffatom in der Regel höchstens eine Hydro- xygruppe trägt. Beispiele hierfür sind neben den bei Ci-C4-Hydroxyalkyl genannten Beispielen Pentaerythrit und Sorbit.Ci-Cβ-hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are, in addition to the examples mentioned for C 1 -C 4 -hydroxyalkyl, pentaerythritol and sorbitol.
Ci-Cio-Hydroxyalkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Hydro- xygruppe ersetzt sind, wobei jedes Kohlenstoffatom in der Regel höchstens eine Hydroxygruppe trägt. Beispiele hierfür sind Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 2- und 3- Hydroxypropyl, 2,3-Dihydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, Pentaerythrit, Sorbit und derglei- chen.Ci-Cio-hydroxyalkyl is a linear or branched alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a hydroxy group, each carbon atom usually carries at most one hydroxy group. Examples of these are hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, 4-hydroxybutyl, pentaerythritol, sorbitol and the like.
Ci-C4-Haloalkyl steht für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch ein Halogenatom ersetzt sind. Beispiele hierfür sind Chlormethyl, Dichlormethyl, Trichlormethyl, Fluorme- thyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, Chlorethyl, 2,2- und 1 ,2-Dichlorethyl, 1 ,1 ,2-, 1 ,2,2- und 2,2,2-Trichlorethyl, Pentachlorethyl, Fluorethyl, 2,2- und 1 ,2-Difluorethyl, 1 ,1 ,2-, 1 ,2,2- und 2,2,2-Trifluorethyl, Pentafluorethyl, Chlorpropyl, Dichlorpropyl, Trichlorpro- pyl, Pentachlorpropyl, Heptachlorpropyl, Fluorpropyl, Difluorpropyl, Trifluorpropyl, Pen- tafluorpropyl, Heptafluorpropyl, Chlorbutyl, Dichlorbutyl, Trichlorbutyl, Fluorbutyl, Diflu- orbutyl, Trifluorbutylund dergleichen.
C3-Cio-Cycloalkyl steht für eine gegebenenfalls substituierte mono- oder polycyclische Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen als Ringgliedern. Beispiele für mono- cyclische Gruppen sind Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl und Cyclodecyl. Beispiele für polycyclische Gruppen sind Nor- bornyl, Decalinyl, Adamantyl und dergleichen. Geeignete Substituenten sind beispielsweise Ci-Cβ-Alkyl, d-Cβ-Alkoxy und Halogen.Ci-C4-haloalkyl represents a linear or branched alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a halogen atom. Examples of these are chloromethyl, dichloromethyl, trichloromethyl, fluoromethyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, chloroethyl, 2,2- and 1, 2-dichloroethyl, 1, 1, 2, 1, 2,2 and 2,2,2- Trichloroethyl, pentachloroethyl, fluoroethyl, 2,2- and 1, 2-difluoroethyl, 1, 1, 2-, 1, 2,2- and 2,2,2-trifluoroethyl, pentafluoroethyl, chloropropyl, dichloropropyl, trichloropropyl, pentachloropropyl , Heptachloropropyl, fluoropropyl, difluoropropyl, trifluoropropyl, pentafluoropropyl, heptafluoropropyl, chlorobutyl, dichlorobutyl, trichlorobutyl, fluorobutyl, difluorobutyl, trifluorobutyl, and the like. C3-Cio-Cycloalkyl is an optionally substituted mono- or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms as ring members. Examples of monocyclic groups are cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl and cyclodecyl. Examples of polycyclic groups are nomenulyl, decalinyl, adamantyl and the like. Suitable substituents are, for example, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and halogen.
C3-Cio-Halocycloalkyl steht für eine gegebenenfalls substituierte mono- oder polycyclische Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen als Ringgliedern, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch ein Halogenatom ersetzt sind. Beispiele hierfür sind Chlorcyclopropyl, Dichlorcyclopropyl, Fluorcyclopropyl, Difluorcyclopropyl, Chlor- cyclopentyl, Dichlorcyclopentyl, Fluorcyclopentyl, Difluorcyclopentyl und dergleichen.C3-Cio-Halocycloalkyl represents an optionally substituted mono- or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms as ring members, in which one or more hydrogen atoms are replaced by a halogen atom. Examples thereof are chlorocyclopropyl, dichlorocyclopropyl, fluorocyclopropyl, difluorocyclopropyl, chlorocyclopentyl, dichlorocyclopentyl, fluorocyclopentyl, difluorocyclopentyl and the like.
Aryl steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für einen aromatischen Kohlenwas- serstoffrest mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen, wie Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl oder Phenanthrenyl. Der Arylrest kann unsubstituiert sein oder 1 bis 4 Substituenten tragen. Geeignete Substituenten sind beispielsweise Ci-Cβ-Alkyl, C-i-Cβ-Haloalkyl, Ci-Cβ- Alkoxy, Halogen, Nitro, CN, COORd, CORe, SO2ORf, SO2Rs, SRh und NR'RJ, wobei Rd, Re, Rf, Ra und Rh unabhängig voneinander für H oder Ci-Cβ-Alkyl stehen und wobei R1 und RJ für H, Ci-Cβ-Alkyl oder C2-C6-Hydroxyalkyl stehen. Beispiele hierfür sind Phenyl, Naphthyl, Chlorphenyl, Methylphenyl, Ethylphenyl, Propylphenyl, lsopropylphenyl,1- Butylphenyl, 2-Butylphenyl, Isobutylphenyl, tert-Butylphenyl, Nitrophenyl, Carboxyphe- nyl, Formylphenyl, Acetylphenyl, Sulfonylphenyl, Methylsulfonylphenyl, Sulfonyl- naphthyl, Methylsulfonylnaphthyl, Carboxynaphthyl und dergleichen.Aryl in the context of the present invention is an aromatic hydrocarbon radical having 6 to 14 carbon atoms, such as phenyl, naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl. The aryl radical may be unsubstituted or carry 1 to 4 substituents. Suitable substituents are, for example, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -haloalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, halogen, nitro, CN, COOR d , COR e , SO 2 OR f , SO 2 Rs, SR h and NR'RJ, wherein R d , R e , R f , R a and R h are independently H or Ci-Cβ-alkyl and wherein R 1 and RJ is H, Ci-Cβ-alkyl or C 2 -C 6 -hydroxyalkyl. Examples of these are phenyl, naphthyl, chlorophenyl, methylphenyl, ethylphenyl, propylphenyl, isopropylphenyl, 1-butylphenyl, 2-butylphenyl, isobutylphenyl, tert-butylphenyl, nitrophenyl, carboxyphenyl, formylphenyl, acetylphenyl, sulfonylphenyl, methylsulfonylphenyl, sulfonylnaphthyl, methylsulfonylnaphthyl , Carboxynaphthyl and the like.
Aryl-Ci-C4-alkyl steht für einen Ci-C4-Alkylrest, der durch eine Arylgruppe substituiert ist. Beispiele hierfür sind Benzyl sowie 1- und 2-Phenylethyl.Aryl-C 1 -C 4 -alkyl is a C 1 -C 4 -alkyl radical which is substituted by an aryl group. Examples of these are benzyl and 1- and 2-phenylethyl.
Alkylen steht für einen difunktionellen aliphatischen gesättigten linearen oder verzweig- ten Rest mit beispielsweise 1 bis 8 oder 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methylen (-CH2-), 1 ,1-Ethylen (-CH(CH3)-), 1 ,2-Ethylen (-CH2CH2-), 1 ,1-Propylen (-CH(CH2CH3)-), 2,2-Propylen (-C(CHs)2-), 1 ,2-Propylen (-CH2-CH(CH3)-), 1 ,3-Propylen (-CH2CH2CH2-), 1 ,1-Butylen (-CH(CH2CH2CH3)-), 2,2-Butylen (-C(CH3)(CH2CH3)-), 1 ,2- Butylen (-CH2-CH(CH2CH3)-), 2,3-Butylen (-CH(CH3)-CH(CH3)-), 1 ,4-Butylen (-CH2CH2CH2CH2-), 1 ,3-Pentylen (CH(CHs)-CH2-CH(CH3)-), 2,2-Dimethyl-1 ,3-propylen (-CH2-C(CHs)2-CH2-), 1 ,5-Pentylen (-(CH2)5-) und dergleichen.Alkylene is a difunctional aliphatic saturated linear or branched radical having, for example, 1 to 8 or 1 to 6 carbon atoms. Examples of these are methylene (-CH 2 -), 1, 1-ethylene (-CH (CH 3 ) -), 1, 2-ethylene (-CH 2 CH 2 -), 1, 1-propylene (-CH (CH 2 CH 3 ) -), 2,2-propylene (-C (CH 2 ) 2 -), 1, 2-propylene (-CH 2 -CH (CH 3 ) -), 1, 3-propylene (-CH 2 CH 2 CH 2 -), 1, 1-butylene (-CH (CH 2 CH 2 CH 3 ) -), 2,2-butylene (-C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 ) -), 1, 2 Butylene (-CH 2 -CH (CH 2 CH 3 ) -), 2,3-butylene (-CH (CH 3 ) -CH (CH 3 ) -), 1, 4-butylene (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -), 1, 3-pentylene (CH (CH 3 ) -CH 2 -CH (CH 3 ) -), 2,2-dimethyl-1,3-propylene (-CH 2 -C (CH 2 ) 2 -CH 2 -), 1, 5-pentylene (- (CH 2 ) 5 -) and the like.
Die nachstehend gemachten Angaben zu bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren, der eingesetzten Reaktanden und der erhaltenen Produkte gelten sowohl allein für sich genommen als auch vorzugsweise in Kombination miteinander.
In Verfahren A erfolgt die Reduktion der Verbindung V mit Wasserstoff vorzugsweise ohne die Verwendung eines Übergangsmetallkatalysators. Insbesondere erfolgt die Reduktion ohne die Verwendung von Katalysatoren.The statements made below on preferred embodiments of the process according to the invention, the reactants used and the products obtained apply both alone and preferably in combination with one another. In process A, the reduction of compound V with hydrogen is preferably carried out without the use of a transition metal catalyst. In particular, the reduction takes place without the use of catalysts.
Z steht vorzugsweise für Cl, d.h. das zu reduzierende Edukt V ist vorzugsweise ein Phosphindichlorid.Z is preferably Cl, i. the starting material V to be reduced is preferably a phosphine dichloride.
In Verfahren A beträgt der Druck vorzugsweise wenigstens 30 bar, z.B. 30 bis 300 bar, bevorzugt 30 bis 250 bar, besonders bevorzugt 30 bis 200 bar und insbesondere 30 bis 150 bar; besonders bevorzugt wenigstens 50 bar, z.B. 50 bis 300 bar, bevorzugt 50 bis 250 bar, besonders bevorzugt 50 bis 200 bar und insbesondere 50 bis 150 bar; stärker bevorzugt wenigstens 80 bar, z.B. 80 bis 300 bar, bevorzugt 80 bis 250 bar, besonders bevorzugt 80 bis 200 bar und insbesondere 80 bis 150 bar; und insbesondere wenigstens 90 bar, z.B. 90 bis 300 bar, bevorzugt 90 bis 250 bar, besonders be- vorzugt 90 bis 200 bar und insbesondere 90 bis 150 bar.In process A, the pressure is preferably at least 30 bar, e.g. 30 to 300 bar, preferably 30 to 250 bar, particularly preferably 30 to 200 bar and in particular 30 to 150 bar; more preferably at least 50 bar, e.g. 50 to 300 bar, preferably 50 to 250 bar, particularly preferably 50 to 200 bar and in particular 50 to 150 bar; more preferably at least 80 bar, e.g. 80 to 300 bar, preferably 80 to 250 bar, particularly preferably 80 to 200 bar and in particular 80 to 150 bar; and in particular at least 90 bar, e.g. 90 to 300 bar, preferably 90 to 250 bar, more preferably 90 to 200 bar and in particular 90 to 150 bar.
Der Druck kann entweder durch Wasserstoff alleine oder durch ein Gemisch aus Wasserstoff mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, und/oder für den Fall, dass die Reduktion in Gegenwart von Ammoniak durchgeführt wird (näheres zu dieser Ausführungsform siehe unten), auch mit Ammoniak aufgebaut werden. Wird ein Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas und/oder Ammoniak eingesetzt, so muss der Partialdruck von Wasserstoff natürlich so hoch sein, dass die Reduktion der Verbindung V gelingen kann. Vorzugsweise beträgt der Partialdruck von Wasserstoff im Gemisch wenigstens 50 %, besonders bevorzugt wenigsten 70 % und insbesondere we- nigstens 80 % vom Gesamtdruck. Vorzugsweise wird der Druck allein durch Wasserstoff aufgebaut.The pressure may also be provided either by hydrogen alone or by a mixture of hydrogen with an inert gas, such as nitrogen, argon or carbon dioxide, and / or in the event that the reduction is carried out in the presence of ammonia (see below for details on this embodiment) be built up with ammonia. If a mixture of hydrogen and inert gas and / or ammonia is used, the partial pressure of hydrogen must of course be so high that the reduction of compound V can succeed. The partial pressure of hydrogen in the mixture is preferably at least 50%, particularly preferably at least 70% and in particular at least 80% of the total pressure. Preferably, the pressure is built up solely by hydrogen.
Wasserstoff kann in Form von Wasserstoff-haltigen Gasgemischen, z.B. in Form eines technischen Gases, d.h. mit einem gewissen Anteil an Fremdgasen, z.B. mit bis zu 5 Vol.-% Fremdgasen, oder in Reinform, d.h. in einem Reinheitsgrad von wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt von wenigstens 99 Vol.-% und insbesondere von wenigstens 99,5 Vol.-% Wasserstoff, bezogen auf das Gesamtvolumen, eingesetzt werden. Beispiele für Wasserstoff-haltige Gasgemische sind solche aus dem Reforming-Verfahren. Vorzugsweise wird Wasserstoff in Reinform verwendet.Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume. Examples of hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process. Preferably, hydrogen is used in pure form.
Wasserstoff wird äquimolar oder vorzugsweise in molarem Überschuss bezogen auf die zu reduzierende Verbindung V eingesetzt. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von eingesetztem Wasserstoff zu eingesetzter Verbindung V 1 :1 bis 100:1 , besonders bevorzugt 1 :1 bis 20:1 und insbesondere 1 ,5:1 bis 10:1.Hydrogen is used in equimolar amounts or preferably in molar excess, based on the compound V to be reduced. The molar ratio of hydrogen used to compound V used is preferably 1: 1 to 100: 1, particularly preferably 1: 1 to 20: 1 and in particular 1: 5: 1 to 10: 1.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den zu Beginn der Reaktion vorherrschenden Druck. Dieser kann vor allem bei einer Durchführung des Verfahrens
A in Batch-Fahrweise im Lauf der Reaktion sinken, z.B. in dem Maße, in dem Wasserstoff verbraucht wird. Wenn der Druckabfall maximal 20 %, vorzugsweise maximal 10 % und insbesondere maximal 5 % des Anfangsdrucks beträgt, braucht der Druck nicht erneut auf den Wert des Anfangsdrucks eingestellt zu werden. Natürlich kann er aber auf den Wert des Anfangsdrucks oder sogar auf einen noch höheren Druck gebracht werden, z.B. durch erneutes Aufpressen von Wasserstoff und/oder Inertgas und/oder Ammoniak, vorzugsweise von Wasserstoff gegebenenfalls im Gemisch mit Inertgas.The pressures given above refer to the pressure prevailing at the beginning of the reaction. This can be especially true when carrying out the method A in batch mode in the course of the reaction decrease, for example, as the hydrogen is consumed. If the pressure drop is at most 20%, preferably at most 10% and especially at most 5% of the initial pressure, the pressure need not be set again to the value of the initial pressure. Of course, however, it can be brought to the value of the initial pressure or even to an even higher pressure, for example by repressing hydrogen and / or inert gas and / or ammonia, preferably hydrogen, optionally in admixture with inert gas.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den Wert des Drucks bei der vorherrschenden Reaktionstemperatur.The pressures given above refer to the value of the pressure at the prevailing reaction temperature.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 0 bis 250 0C, besonders bevorzugt von 20 bis 200 0C, stärker bevorzugt von 50 bis 200 0C, noch stärker bevorzugt von 80 bis 200 0C und insbesondere von 100 bis 200 0C, z.B. von 120 bis 180 0C oder von 140 bis 180 0C.The reaction is preferably carried out at a temperature from 0 to 250 0 C, particularly preferably from 20 to 200 0 C, more preferably from 50 to 200 0 C, even more preferably from 80 to 200 0 C and in particular from 100 to 200 0 C, eg from 120 to 180 ° C. or from 140 to 180 ° C.
Die Umsetzung kann entweder in Substanz oder in einem geeigneten Lösungsmittel erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung in einem geeigneten Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind solche, die unter den gegebenen Reaktionsbedingungen inert sind, d.h. weder mit den Reaktanden noch mit dem Reaktionsprodukt reagieren und die insbesondere unter den Reaktionsbedingungen selbst nicht hydriert werden. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Alkane, wie Pentan, Hexan, Heptan und dergleichen, Cycloalkane, wie Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und die XyIoIe, halogenierte Kohlen- Wasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol und die Dichlorbenzole, hochsiedende Ether, wie Diethylenglycol, Triethylenglycol und höhere Polyether, und Nitrile wie Acetonitril, Propionitril und Benzonitril. Bevorzugte Lösungsmittel sind die vorgenannten aromatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol.The reaction can be carried out either in bulk or in a suitable solvent. Preferably, the reaction is carried out in a suitable solvent. Suitable solvents are those which are inert under the given reaction conditions, i. react neither with the reactants nor with the reaction product and are not hydrogenated especially under the reaction conditions themselves. Examples of suitable solvents are alkanes such as pentane, hexane, heptane and the like, cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylenes, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene and the dichlorobenzenes, high boiling ethers such as diethylene glycol, triethylene glycol and higher polyethers, and nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile. Preferred solvents are the abovementioned aromatic hydrocarbons, in particular toluene.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens A wird die Reduktion, d.h. die Umsetzung der Verbindung V mit Wasserstoff, in Gegenwart einer Base durchgeführt. Geeignete Basen sind z.B. Alkalimetallhydroxide, wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, Alkalimetallalkoholate, wie Natriummethanolat, Natrium- ethanolat, Natrium-tert-Butanolat und Kalium-tert-butanolat, N-haltige basische Hetero- cyclen, wie Pipieridin, Piperazin, Morphlin, Pyridin, Picolin und Lutidin, Ammoniak und Amine. Bevorzugte Basen sind solche, die im Reaktionsmedium der Reduktionsreaktion zumindest teilweise löslich sind. Bei Verwendung der oben angegebenen Lösungsmittel sind dies vor allem N-haltige basische Heterocyclen, Ammoniak und Amine. Be- sonders bevorzugte Basen sind Ammoniak und Amine, insbesondere solche der Formel NRaRbRc, worin Ra, Rb und Rc unabhängig voneinander für H, Ci-Cio-Alkyl, C1-C10- Hydroxyalkyl, C3-Cio-Cycloalkyl, Aryl oder Aryl-Ci-C4-alkyl stehen, wobei wenigstens
einer der Reste Ra, Rb oder Rc nicht für H steht. Beispiele für solche Amine sind Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Propylamin, Dipropylamin, Tripropylamin, Isopropylamin, Diisopropylamin, Diisopropylethylamin, Butylamin, Dibutylamin, Tributylamin, Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Cyclohexylamin, Anilin, Benzylamin und dergleichen. Insbesondere verwendet man Ammoniak.In a preferred embodiment of process A according to the invention, the reduction, ie the reaction of compound V with hydrogen, is carried out in the presence of a base. Suitable bases are, for example, alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, alkali metal alkoxides, such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium tert-butoxide and potassium tert-butoxide, N-containing basic heterocycles, such as piperidine, piperazine, morpholine, pyridine, picoline and lutidine, ammonia and amines. Preferred bases are those which are at least partially soluble in the reaction medium of the reduction reaction. When using the solvents mentioned above, these are mainly N-containing basic heterocycles, ammonia and amines. Particularly preferred bases are ammonia and amines, especially those of the formula NR a R b R c , wherein R a , R b and R c independently of one another are H, C 1 -C 10 -alkyl, C 1 -C 10 -hydroxyalkyl, C 3 -C 10 -alkyl, -Cycloalkyl, aryl or aryl-Ci-C4-alkyl, wherein at least one of the radicals R a , R b or R c does not stand for H. Examples of such amines are methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexylamine, aniline, benzylamine and the like. In particular, ammonia is used.
Das Molverhältnis von eingesetzter Base zu eingesetzter Verbindung V beträgt vorzugsweise 1 :1 bis 10:1 , besonders bevorzugt 1 :1 bis 3:1 und insbesondere 1 :1 bis 2:1.The molar ratio of the base used to the compound V used is preferably 1: 1 to 10: 1, more preferably 1: 1 to 3: 1 and in particular 1: 1 to 2: 1.
Alternativ erfolgt die Reduktion nicht in Gegenwart einer Base.Alternatively, the reduction does not occur in the presence of a base.
In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens A wird die Reduktion in Gegenwart einer Lewissäure durchgeführt. Bevorzugte Lewissäu- ren sind die Chloride von (Halb)Metallen mit einer Elektronenlücke, wie Bortrichlorid, Aluminiumtrichlorid, Siliciumtetrachlorid, Zinn(IV)chlorid, Titan(IV)chlorid, Vanadi- um(V)chlorid, Eisen(lll)chlorid und Zinkchlorid, wobei Zink-, Zinn(IV)-, Eisen(lll)- und insbesondere Aluminiumchlorid besonders bevorzugt sind.In an alternatively preferred embodiment of process A according to the invention, the reduction is carried out in the presence of a Lewis acid. Preferred Lewis acids are the chlorides of (half) metals with an electron gap, such as boron trichloride, aluminum trichloride, silicon tetrachloride, stannic chloride, titanium (IV) chloride, vanadium (V) chloride, iron (III) chloride and zinc chloride Zinc, tin (IV), iron (III) - and in particular aluminum chloride are particularly preferred.
Das Molverhältnis von eingesetzter Lewissäure zu eingesetzter Verbindung V beträgt, bezogen auf jede PZ2-Gruppe, vorzugsweise 4:1 bis 1 :10, besonders bevorzugt 2:1 bis 1 :2.The molar ratio of Lewis acid used to compound V used, based on each PZ2 group, is preferably 4: 1 to 1:10, more preferably 2: 1 to 1: 2.
Die Reaktionsdauer hängt unter anderem von der Ansatzgröße, dem Reaktionsdruck und der Reaktionstemperatur ab und kann im Einzelfall vom Fachmann, z.B. durch einfache Vorversuche, bestimmt werden.The reaction time depends, inter alia, on the batch size, the reaction pressure and the reaction temperature and can in individual cases by the skilled person, e.g. be determined by simple preliminary tests.
Die Umsetzung kann sowohl als Batch-Fahrweise als auch semikontinuierlich oder kontinuierlich gestaltet werden.The reaction can be designed both as a batch mode of operation as well as semicontinuously or continuously.
Geeignete Reaktoren sind alle dem Fachmann bekannten Reaktionsgefäße für Druckreaktionen, wie Autoklaven, Druckreaktoren und Rohrdruckreaktoren.Suitable reactors are all reaction vessels known to the person skilled in the art for pressure reactions, such as autoclaves, pressure reactors and tubular pressure reactors.
Bei der Batch-Fahrweise geht man in der Regel so vor, dass man die Verbindung V gegebenenfalls in einem Lösungsmittel und gegebenenfalls im Gemisch mit einer Base in einem geeigneten Reaktionsgefäß vorlegt, welches vorzugsweise vorher oder nachher inertisiert wird, z.B. durch mehrfaches Aufpressen von Wasserstoff und/oder Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, und Entspannen. Anschließend wird Wasserstoff gegebenenfalls im Gemisch mit einem Inertgas und/oder Ammoniak bis zum gewünschten Anfangsdruck aufgepresst. Die Reaktionstemperatur wird vorzugsweise vor dem Aufpressen des Wasserstoffs eingestellt. Wenn der Druck zu stark sinkt, wird erneut Wasserstoff und/oder Inertgas und/oder Ammoniak, vorzugsweise
Wasserstoff und gegebenenfalls Inertgas und insbesondere nur Wasserstoff bis zum gewünschten Druck eingeführt. Nach beendeter Reaktion wird das Gefäß entspannt und das Reaktionsprodukt wie unten beschrieben aufgearbeitet.The batch procedure is usually carried out by initially introducing the compound V in a solvent and optionally in admixture with a base in a suitable reaction vessel, which is preferably rendered inert before or after, for example by multiple injection of hydrogen and or inert gas, such as nitrogen, argon or carbon dioxide, and relax. Subsequently, hydrogen is optionally injected in a mixture with an inert gas and / or ammonia to the desired initial pressure. The reaction temperature is preferably adjusted before the hydrogen is pressurized. If the pressure decreases too much, hydrogen and / or inert gas and / or ammonia again, preferably Hydrogen and optionally inert gas and in particular only hydrogen introduced to the desired pressure. After completion of the reaction, the vessel is expanded and the reaction product worked up as described below.
Bei der kontinuierlichen Fahrweise leitet man die Reaktanden, gegebenenfalls einIn the continuous procedure, the reactants are passed in, if appropriate
Inertgas, gegebenenfalls ein Lösungsmittel und gegebenenfalls eine Base durch einen geeigneten Druckreaktor, der auf den gewünschten Druck und die gewünschte Temperatur eingestellt ist. Der Austrag kann gewünschtenfalls mehrfach rezirkuliert werden.Inert gas, optionally a solvent and optionally a base through a suitable pressure reactor, which is adjusted to the desired pressure and the desired temperature. If desired, the discharge can be recirculated several times.
Bei der Reduktionreaktion entsteht bei einer Reaktionsführung ohne Base in der Regel das Hydrohalogenid der Verbindung I. Das Halogenidion stammt dabei aus der als Edukt eingesetzten Verbindung V; d.h. bei Einsatz von Verbindungen V, in denen Z für Chlor steht, als Edukt erhält man bei einer Reaktionsführung ohne Base die entsprechende Verbindung I in der Regel zunächst in Form ihres Hydrochlorids. Dieses kann dann gemäß üblicher Verfahren isoliert und gereinigt werden. So kann man beispielsweise das gegebenenfalls vorhandene Lösungsmittel entfernen, beispielsweise destil- lativ, geeigneterweise bei verringertem Druck. Da man als Lösungsmittel in der Regel solche verwendet, in denen das gebildetete Hydrohalogenid nicht oder nur schlecht löslich ist, ist auch eine Abtrennung durch Filtration oder Dekantieren möglich und we- gen der leichteren technischen Durchführbarkeit regelmäßig auch bevorzugt. Der zurückbleibende Feststoff kann dann gemäß üblicher Verfahren aufgereinigt werden, beispielsweise durch Waschen, Digerieren oder Umkristallisieren. Vor dem Entfernen des Lösungsmittels kann das Reaktionsgemisch auch zuerst mit einem anderen Lösungsmittel, in dem das Hydrohalogenid noch unlöslicher ist, in der Regel ein noch unpolareres Lösungsmittel, versetzt werden, um eine Abtrennung über Filtration oder Dekantieren zu erleichtern.In the reduction reaction, the hydrohalide of the compound I is usually formed in a reaction procedure without a base. The halide ion originates from the compound V used as the starting material; i.e. when using compounds V, in which Z is chlorine, as starting material is obtained in a reaction procedure without base, the corresponding compound I usually first in the form of its hydrochloride. This can then be isolated and purified according to conventional methods. For example, it is possible to remove the solvent which may be present, for example by distillation, suitably under reduced pressure. As solvents are generally used as solvents in which the hydrohalide formed is not or only slightly soluble, separation by filtration or decantation is also possible and regularly preferred for ease of technical feasibility. The residual solid can then be purified according to conventional methods, for example by washing, trituration or recrystallization. Prior to removal of the solvent, the reaction mixture may also first be treated with another solvent in which the hydrohalide is still more insoluble, usually an even more nonpolar solvent, to facilitate separation via filtration or decantation.
Die Herstellung des freien Phosphins aus dem Hydrohalogenid erfolgt mittels üblicher Methoden zur Freisetzung von freien Basen aus ihren Säureadditionssalzen, z.B. thermisch, gegebenenfalls in Kombination mit Ausstrippen der freiwerdenden Halogenwasserstoffsäure. Das Strippen erfolgt beispielsweise durch Einleiten eines Inertgases, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Argon, in einem ausreichend starken Gasstrom. Alternativ erfolgt die Freisetzung durch Umsetzung des Hydrohalogenids mit einer Base. Geeignete Basen sind die vorstehend genannten. Vorzugsweise verwen- det man anorganische Basen, wobei Alkalimetallhydroxide, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid bevorzugt sind. Die Umsetzung erfolgt in der Regel in einem polaren Lösungsmittel, in welchem das Hydrohalogenid löslich ist, die freie Base hingegen nicht oder nur schlecht, beispielsweise Wasser, Ci-C3-Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Pro- panol oder Isopropanol, oder Gemische davon. Die entstandene freie Base wird dann mittels üblicher Verfahren isoliert, beispielsweise durch Filtration, Sedimentieren, Zentrifugieren oder Extraktion mit einem unpolaren Lösungsmittel.
Es ist auch möglich, das zunächst gebildete Hydrohalogenid direkt, d.h. ohne vorherige Reinigung, in die freie Base zu überführen und diese dann geeigneten Reinigungsschritten zu unterwerfen; die erste Variante ist jedoch bevorzugt.The preparation of the free phosphine from the hydrohalide is carried out by conventional methods for the liberation of free bases from their acid addition salts, for example thermally, optionally in combination with stripping the liberated hydrohalic acid. The stripping is carried out, for example, by introducing an inert gas, such as nitrogen, carbon dioxide or argon, in a sufficiently strong gas stream. Alternatively, the release is carried out by reacting the hydrohalide with a base. Suitable bases are those mentioned above. Preferably, inorganic bases are used, alkali metal hydroxides such as sodium or potassium hydroxide being preferred. The reaction is generally carried out in a polar solvent in which the hydrohalide is soluble, but the free base is not or only poorly, for example water, C 1 -C 3 -alcohols, such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, or mixtures thereof , The resulting free base is then isolated by conventional methods, for example by filtration, sedimentation, centrifugation or extraction with a nonpolar solvent. It is also possible to convert the initially formed hydrohalide directly, ie without prior purification, into the free base and then subjecting it to suitable purification steps; however, the first variant is preferred.
Bei einer Reaktionsführung in Gegenwart einer Base entsteht, vor allem wenn die Base im Überschuss oder zumindest äquimolar eingesetzt wird, direkt das freie Phosphin I. Dieses wird nach Entfernen von gegebenenfalls vorhandenem Lösungsmittel, überschüssiger Base und der Umsetzungsprodukte der Base mit der bei der Hydrierung gebildeten Halogensäure gewünschtenfalls mittels üblicher Verfahren aufgereinigt. So kann die Verbindung 1 , das in der Regel im Lösungsmittel gelöst vorliegt, von festen Bestandteilen, beispielsweise von den gebildeten Umsetzungsprodukten der Base mit der Halogensäure (z.B. Ammoniumsalze) abgetrennt werden, beispielsweise durch Filtration oder Dekantieren, vom Lösungsmittel befreit werden, beispielsweise durch Destillieren, geeigneterweise unter verringertem Druck, und anschließend gewünsch- tenfalls weiter aufgereinigt werden, beispielsweise mittels extraktiver, destillativer oder chromatographischer Methoden.In a reaction in the presence of a base arises, especially when the base is used in excess or at least equimolar, directly the free phosphine I. This is after removal of any solvent present, excess base and the reaction products of the base with the formed in the hydrogenation Halogenic acid, if desired, purified by conventional methods. Thus, the compound 1, which is usually dissolved in the solvent, are separated from solid constituents, for example from the formed reaction products of the base with the halogen acid (eg ammonium salts), for example by filtration or decantation, freed from the solvent, for example by distillation , suitably under reduced pressure, and then, if desired, further purified, for example by means of extractive, distillative or chromatographic methods.
Aufgrund der Oxidationsempfindlichkeit von Phosphinen I und deren Säureadditionssalzen erfolgt die Umsetzung der Reaktanden sowie die Isolierung und Reinigung der Produkte vorzugsweise unter Sauerstoffausschluss; z.B. verwendet man vorzugsweise inertisierte Geräte und eventuell auch entgaste Lösungsmittel und vermeidet den Kontakt mit Luft.Due to the oxidation sensitivity of phosphines I and their acid addition salts, the reaction of the reactants and the isolation and purification of the products is preferably carried out under exclusion of oxygen; e.g. It is preferable to use inertized equipment and possibly degassed solvents and avoid contact with air.
Die als Edukt in das erfindungsgemäße Verfahren A eingesetzte Verbindung V ist vor- zugsweise durch Umsetzung einer entsprechenden Verbindung VIIThe compound V used as starting material in process A according to the invention is preferably prepared by reacting a corresponding compound VII
worin wherein
R" für einen Rest der Formel Il oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel VIII
R "is a radical of the formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms which is 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VIII
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV tragen kann; undand may also carry 1 to 4 substituents of the formula IV; and
R1, x und # wie oben definiert sind;R 1 , x and # are as defined above;
mit einem Halogenierungsmittel erhältlich.available with a halogenating agent.
Geeignet sind alle üblichen Halogenierungmittel, wie Phosgen, die Tri- und Pentahalo- genide des Phosphors, wie Phosphortrichlorid, Phosphortribromid, Phosphorpentachlo- rid und Phosphordibromidtrifluorid, die Pentahalogenide des Antimons und Arsens, wie Antimonpentachlorid, Antimonpentabromid, Arsenpentafluorid, Arsenpentachlorid und Arsenpentabromid, Thionylchlorid, Oxalylchlorid, Schwefeltetrafluorid und dergleichen, wobei Phosgen, Phosphortrichlorid, Thionylchlorid und Oxalylchlorid und insbesondere Phosgen, Phosphortrichlorid und Thionylchlorid bevorzugt sind. Speziell verwendet man Phosgen.Suitable compounds are all customary halogenating agents, such as phosgene, the tri- and pentahaloides of phosphorus, such as phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentachloride and phosphorodibromide trifluoride, the pentahalides of antimony and arsenic, such as antimony pentachloride, antimony pentabromide, arsenic pentafluoride, arsenic pentachloride and arsenic pentabromide, thionyl chloride, Oxalyl chloride, sulfur tetrafluoride and the like, with phosgene, phosphorus trichloride, thionyl chloride and oxalyl chloride, and especially phosgene, phosphorus trichloride and thionyl chloride, being preferred. Specially used phosgene.
Die Halogenierung kann in Analogie zu bekannten Verfahren zur Überführung von Phosphinoxiden in die entsprechenden Phosphindihalogenide erfolgen, wie sie bei- spielsweise in US 4,727,193, DE 1192205, DE 1259883, DE 19532310, Z. Anorg. AIIg. Chem. 369, 1969, 33, Chem. Ber. 92, 1959, 2088 und Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. 12/1 , 1963, 129 beschrieben sind.The halogenation can be carried out in analogy to known processes for the conversion of phosphine oxides into the corresponding phosphine dihalides, as described, for example, in US Pat. Nos. 4,727,193, DE 1192205, DE 1259883, DE 19532310, Z. Anorg. AIIg. Chem. 369, 1969, 33, Chem. Ber. 92, 1959, 2088 and Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. 12/1, 1963, 129.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind solche, die unter den gegebenen Reaktionsbedingungen inert sind, d.h. weder mit den Reaktanden noch mit dem Reaktionsprodukt reagieren und die insbesondere unter den Reaktionsbedingungen selbst nicht halogeniert werden. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Alkane, wie Pentan, Hexan, Heptan und dergleichen, Cycloalkane, wie Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan, aromatische Koh- lenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und die XyIoIe, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol und die Dichlorbenzole. Wenn man das in der Halogenierungsreaktion gewonnene Phosphin- dihalogenid V ohne Aufarbeitung oder Isolierung in die nachfolgende Reduktionsreaktion einsetzen möchte, wählt man das Lösungsmittel günstigerweise natürlich so, dass es auch für den nachfolgenden Reduktionsschritt geeignet ist. Bevorzugte Lösungsmittel sind die vorgenannten aromatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol.
Da die Halogenierungsreaktion im Allgemeinen exotherm verläuft, erfolgt die Reaktionsführung vorzugsweise unter Kühlung oder zumindest so, dass verdampfendes Lösungsmittel nicht entweichen kann und in das Reaktionsgefäß zurückkondensiert wird. Außerdem wird das Halogenierungsmittel vorzugsweise nicht auf einmal, sondern kontinuierlich oder portionsweise so zugegeben, so dass die Exothermie der Reaktion kontrolliert werden kann.The reaction is preferably carried out in a suitable solvent. Suitable solvents are those which are inert under the given reaction conditions, ie react neither with the reactants nor with the reaction product and which in particular are not halogenated under the reaction conditions themselves. Examples of suitable solvents are alkanes such as pentane, hexane, heptane and the like, cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylenes, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene and the dichlorobenzenes. If one wishes to use the phosphinedihalogenide V obtained in the halogenation reaction without work-up or isolation in the subsequent reduction reaction, the solvent is desirably chosen, of course, so that it is also suitable for the subsequent reduction step. Preferred solvents are the abovementioned aromatic hydrocarbons, in particular toluene. Since the halogenation reaction is generally exothermic, the reaction is preferably carried out under cooling or at least so that evaporating solvent can not escape and is condensed back into the reaction vessel. In addition, the halogenating agent is preferably added not at one time but continuously or in portions so that the exothermicity of the reaction can be controlled.
Das Halogenierungsmittel wird im Verhältnis zur Verbindung VII mindestens äquimolar und vorzugsweise in molarem Überschuss eingesetzt, wobei sich diese Molangaben auf die im Halogenierungsmittel enthaltenen, zur Halogenierung befähigten Halogenatome beziehen. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von im Halogenierungsmittel enthaltenen reaktionsfähigen Halogenatomen (d.h. von im Halogenierungsmittel enthaltenen, zur Halogenierung befähigten Halogenatomen) zum Phosphinoxid VII 1 :1 bis 100:1 , besonders bevorzugt 1 :1 bis 50:1 , stärker bevorzugt 1 :1 bis 20:1 , noch stärker bevorzugt 1 :1 bis 10:1 und insbesondere 1 :1 bis 5:1 , z.B. 1 :1 bis 3:1 oder bis 2:1.The halogenating agent is used in relation to the compound VII at least equimolar, and preferably in molar excess, these molar details refer to the halide contained in the halogenating agent capable of halogenation. Preferably, the molar ratio of reactive halogen atoms present in the halogenating agent (ie halogenating halogen atoms capable of halogenation) to the phosphine oxide VII is 1: 1 to 100: 1, more preferably 1: 1 to 50: 1, more preferably 1: 1 to 20 : 1, even more preferably 1: 1 to 10: 1 and especially 1: 1 to 5: 1, eg 1: 1 to 3: 1 or to 2: 1.
Nach vollendeter Reaktion wird das Reaktionsgemisch mittels üblicher Verfahren von überschüssigem Halogenierungsmittel befreit, beispielsweise durch Strippen mit einem Inertgas. Das Reaktionsprodukt kann dann gemäß gängiger Verfahren isoliert und ge- wünschtenfalls auch aufgereinigt werden. Im Allgemeinen ist jedoch die Reinheit ausreichend und das Produkt kann ohne weitere Reinigungsschritte in den nächsten Schritt eingesetzt werden. Wenn als Lösungsmittel ein solches gewählt wurde, das auch im sich anschließenden Reduktionsschritt (Reduktion zur Verbindung I oder ihrem Hydrohalogenid) eingesetzt werden kann, so braucht das Phosphindihalogenid V auch nicht isoliert werden, sondern kann in Form der gesamten, jedoch vorzugsweise von Halogenierungsmittel befreiten Reaktionslösung in den Folgeschritt zum Einsatz kommen.After completion of the reaction, the reaction mixture is freed by conventional methods of excess halogenating agent, for example by stripping with an inert gas. The reaction product can then be isolated according to customary processes and, if desired, also purified. In general, however, the purity is sufficient and the product can be used without further purification steps in the next step. If the solvent chosen was one which can also be used in the subsequent reduction step (reduction to compound I or its hydrohalide), then the phosphine dihalide V need not be isolated, but may be in the form of the entire, but preferably freed from, halogenating agent reaction solution be used in the following step.
Aufgrund der Hydrolyseempfindlichkeit der Verbindung V versteht es sich von selbst, dass die Halogenierungsreaktion wie auch die sich gegebenenfalls anschließenden Aufarbeitungs- und Reinigungsschritte sowie auch die weitere Umsetzung (Reduktion) unter weitgehend wasserfreien Bedingungen stattfinden sollten, beispielsweise durch Verwendung trockener und gegebenenfalls inertisierter Reaktionsgefäße und wasser- freier Lösungsmittel und Reaktanden.Due to the sensitivity to hydrolysis of the compound V, it goes without saying that the halogenation reaction as well as the subsequent subsequent work-up and purification steps and the further reaction (reduction) should take place under substantially anhydrous conditions, for example by using dry and optionally inertized reaction vessels and water - free solvent and reactants.
Die in die Halogenierungsreaktion eingesetzte Verbindung VII ist beispielsweise gemäß Schritt (a) des nachfolgend beschriebenen Verfahrens B oder gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren C erhältlich.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen I oder Hydrohalogeniden davon, umfassend folgende Schritte:The compound VII used in the halogenation reaction is available, for example, according to step (a) of method B described below or method C described below. A further subject of the present invention is a process for the preparation of compounds I or hydrohalides thereof, comprising the following steps:
(a) Hydrierung von Verbindungen der Formel IX(a) hydrogenation of compounds of formula IX
worin wherein
R'" für einen Rest der Formel XR '"for a radical of the formula X.
oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel Xlor is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula XI
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV gemäß obiger Definition tragen kann;and may also carry 1 to 4 substituents of formula IV as defined above;
zu Verbindungen der Formel VII gemäß obiger Definition;to compounds of formula VII as defined above;
(b) Umsetzung der in Schritt (a) erhaltenen Verbindungen der Formel VII mit einem Halogenierungsmittel zu Verbindungen der Formel V gemäß obiger Definition;(b) reacting the compounds of the formula VII obtained in step (a) with a halogenating agent to give compounds of the formula V as defined above;
(c) Umsetzung der in Schritt (b) erhaltenen Verbindungen der Formel V mit einem Reduktionsmittel zu Verbindungen I oder einem Hydrohalogenid davon.
Dieses Verfahren wird nachstehend als Verfahren B bezeichnet.(c) reacting the compounds of formula V obtained in step (b) with a reducing agent to give compounds I or a hydrohalide thereof. This method will be referred to as method B below.
Der Hydrierungsschritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens B kann gemäß üblichen Verfahren des Standes der Technik zur Reduktion von Aromaten zu den entsprechen- den Cycloalkanen und spezieller von Aryl-, speziell Phenyl-substituierten Phosphinoxi- den zu den entsprechenden Cycloalkyl-substituierten Phosphinoxiden durchgeführt werden.The hydrogenation step (a) of the process B according to the invention can be carried out according to customary processes of the prior art for the reduction of aromatics to the corresponding cycloalkanes and more particularly of aryl, especially phenyl-substituted, phosphine oxides to the corresponding cycloalkyl-substituted phosphine oxides.
Die Hydrierung erfolgt in der Regel in Gegenwart eines geeigneten Hydrierungskataly- sators. Als Hydrierungskatalysatoren können allgemein alle Katalysatoren des Standes der Technik eingesetzt werden, welche die Hydrierung von Aromaten zu den entsprechenden Cycloalkanen und spezieller von Aryl- und speziell Phenyl-substituierten Phosphinoxiden zu den entsprechenden Cycloalkyl-substituierten Phosphinoxiden katalysieren. Die Katalysatoren können sowohl in heterogener Phase als auch als Homo- gen-Katalysatoren eingesetzt werden. Vorzugsweise enthalten die Hydrierungskatalysatoren wenigstens ein Metall der Gruppe VIII.The hydrogenation is generally carried out in the presence of a suitable hydrogenation catalyst. As hydrogenation catalysts, it is possible to use generally all prior art catalysts which catalyze the hydrogenation of aromatics to the corresponding cycloalkanes and, more particularly, aryl and especially phenyl-substituted phosphine oxides to the corresponding cycloalkyl-substituted phosphine oxides. The catalysts can be used both in heterogeneous phase as well as homo gene catalysts. Preferably, the hydrogenation catalysts contain at least one Group VIII metal.
Besonders geeignete Metalle der Gruppe VIII sind ausgewählt unter Ruthenium, Co- balt, Rhodium, Nickel, Palladium und Platin und insbesondere unter Ruthenium, Rho- dium, Nickel und Platin. Besonders bevorzugt enthalten die Hydrierungskatalysatoren Ruthenium als Aktivmetall.Particularly suitable metals of group VIII are selected from ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium and platinum and in particular from ruthenium, rhodium, nickel and platinum. The hydrogenation catalysts particularly preferably contain ruthenium as the active metal.
Die Metalle können auch als Gemische eingesetzt werden. Außerdem können die Katalysatoren neben den Metallen der Gruppe VIII auch geringe Mengen weiterer Metalle, beispielsweise Metalle der Gruppe VIIb, insbesondere Rhenium, oder Metalle der Gruppe Ib, d. h. Kupfer, Silber oder Gold, enthalten.The metals can also be used as mixtures. In addition, the catalysts in addition to the metals of Group VIII also small amounts of other metals, such as Group VIIb metals, in particular rhenium, or metals of Group Ib, d. H. Copper, silver or gold, included.
Wird ein Heterogenkatalysator eingesetzt, so liegt dieser geeigneterweise in feinverteilter Form vor. Die feinverteilte Form wird beispielsweise folgendermaßen erreicht:If a heterogeneous catalyst is used, this is suitably present in finely divided form. The finely divided shape is achieved, for example, as follows:
a) Schwarzkatalysator: Das Metall wird kurz vor der Verwendung als Katalysator aus der Lösung eines seiner Salze reduktiv abgeschieden.a) Black catalyst: The metal is deposited reductively shortly before use as a catalyst from the solution of one of its salts.
b) Adams-Katalysator: Die Metalloxide, insbesondere die Oxide von Platin, Palladium und auch Ruthenium, werden in situ durch den zur Hydrierung eingesetzten Wasserstoff reduziert.b) Adams catalyst: The metal oxides, in particular the oxides of platinum, palladium and also ruthenium, are reduced in situ by the hydrogen used for the hydrogenation.
c) Skelett- oder Raney-Katalysator: Der Katalysator wird als "Metallschwamm" aus einer binären Legierung des Metalls (insbesondere Nickel oder Cobalt) mit Alumi- nium oder Silicium durch Herauslösen eines Partners mit Säure oder Lauge hergestellt. Reste des ursprünglichen Legierungspartners wirken oft synergistisch.
d) Trägerkatalysator: Schwarzkatalysatoren lassen sich auch auf der Oberfläche einer Trägersubstanz niederschlagen. Geeignete Träger und Trägermaterialien sind nachfolgend beschrieben.c) Skeleton or Raney Catalyst: The catalyst is prepared as a "metal sponge" from a binary alloy of the metal (especially nickel or cobalt) with aluminum or silicon by dissolving a partner with acid or alkali. Residues of the original alloying partner often act synergistically. d) Supported catalyst: Black catalysts can also be precipitated on the surface of a carrier substance. Suitable carriers and carrier materials are described below.
Solche Heterogenkatalysatoren sind in allgemeiner Form beispielsweise im Organi- kum, 17. Auflage, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1988, S. 288 beschrieben. Außerdem werden heterogene Hydrierungskatalysatoren, die für die Reduktion von Aromaten zu Cycloalkanen geeignet sind, in folgenden Schriften näher beschrieben:Such heterogeneous catalysts are described in general form, for example, in the Organikum, 17th edition, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1988, p. 288. In addition, heterogeneous hydrogenation catalysts which are suitable for the reduction of aromatics to cycloalkanes are described in more detail in the following documents:
Die US 3,597,489, US 2,898,387 und GB 799,396 beschreiben die Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan an Nickel- und Platinkatalysatoren in der Gas- oder Flüssigphase. GB 1 ,155,539 beschreibt die Verwendung eines mit Rhenium dotierten Nickelkatalysators zur Hydrierung von Benzol. Die US 3,202,723 beschreibt die Hydrierung von Benzol mit Raney-Nickel. Ruthenium-haltige Suspensionskatalysatoren, die mit Palladium, Platin oder Rhodium dotiert sind, werden in der SU 319582 zur Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan eingesetzt. Aluminiumoxid-geträgerte Katalysatoren werden in der US 3,917,540 und US 3,244,644 beschrieben. Auf die in diesen Schriften beschriebenen Hydrierungskatalysatoren wird in vollem Umfang Bezug genommen.US 3,597,489, US 2,898,387 and GB 799,396 describe the hydrogenation of benzene to cyclohexane over nickel and platinum catalysts in the gas or liquid phase. GB 1 155 559 describes the use of a rhenium doped nickel catalyst for the hydrogenation of benzene. US 3,202,723 describes the hydrogenation of benzene with Raney nickel. Ruthenium-containing suspension catalysts doped with palladium, platinum or rhodium are used in SU 319582 for the hydrogenation of benzene to cyclohexane. Alumina-supported catalysts are described in US 3,917,540 and US 3,244,644. The hydrogenation catalysts described in these references are incorporated herein by reference.
In folgenden Schriften wird speziell die Umsetzung von Phenyl-substituierten Phosphi- noxiden zu Cyclohexyl-substituierten Phosphinoxiden beschrieben: Die Verwendung von Rhodium(lll)-/Platin(IV)-Mischoxiden wird unter anderem in Catalysis Letters, 1991 , 8(1 ), 23-26 und in DD 283633 beschrieben. In Chem. Lett. 1986, 12, 2061-2064 und in Chem. Soc, Chem. Commun. 1984, 24, 1641-1643 werden Aluminiumoxid- geträgerte Rhodiumkatalysatoren eingesetzt. Die Verwendung von Platin als Hydrierungskatalysator wird beispielsweise in Zh. Obshch. Khim. 41 (103), 1971 , 1944-1950, in Zh. Obshch. Khim. 38, 1968, 10, 2346-2347 und in Izv. Akad. SSSR 1967, 4, 949- 950 beschrieben. In Zh. Obshch. Khim. 55(1 17), 1985, 2667-2674, in Chem. Pharm. Bull. 40(1 1), 1992, 2921-2926 sowie in Angew. Chem. Int. Ed. 40(7), 2001 , 1235-1238 wird Raney-Nickel als Hydrierungskatalysator eingesetzt. Die Verwendung von auf Kohle geträgertem Ruthenium wird in Chem. Lett. 1984, 9, 1603-1606 beschriebenThe following documents specifically describe the reaction of phenyl-substituted phosphine oxides into cyclohexyl-substituted phosphine oxides: The use of rhodium (III) / platinum (IV) mixed oxides is described, inter alia, in Catalysis Letters, 1991, 8 (1), 23-26 and described in DD 283633. In Chem. Lett. 1986, 12, 2061-2064 and in Chem. Soc, Chem. Commun. 1984, 24, 1641-1643, alumina-supported rhodium catalysts are used. The use of platinum as a hydrogenation catalyst is described, for example, in Zh. Obshch. Khim. 41 (103), 1971, 1944-1950, in Zh. Obshch. Khim. 38, 1968, 10, 2346-2347 and in Izv. Akad. SSSR 1967, 4, 949-950. In Zh. Obshch. Khim. 55 (17), 1985, 2667-2674, in Chem. Pharm. Bull. 40 (11), 1992, 2921-2926 and in Angew. Chem. Int. Ed. 40 (7), 2001, 1235-1238 Raney nickel is used as a hydrogenation catalyst. The use of carbon supported ruthenium is described in Chem. Lett. 1984, 9, 1603-1606
Je nach Ausgestaltung des Hydrierungsverfahrens kann das Trägermaterial verschie- dene Gestalten aufweisen. Wird die Hydrierung beispielsweise mit mobiler Katalysatorphase, z.B. in einem Suspensionsreaktor, beispielsweise in einem Rührkessel, einem Wanderbett-, Fließbett-, Wirbelschicht- oder Blasensäulenreaktor, durchgeführt, so wird das Trägermaterial in der Regel in Form eines feinteiligen Pulvers eingesetzt. Wird die Hydrierung hingegen mit unbeweglicher Katalysatorphase durchgeführt und der Katalysator in Form eines Festbettkatalysators eingesetzt, beispielsweise in einem Sumpf- oder Rieselreaktor, so setzt man eher Formkörper als Trägermaterialien ein. Solche Formkörper können in Gestalt von Kugeln, Tabletten, Zylindern, Hohlzylindern,
Raschigringen, Strängen, Sattelkörpern, Sternen, Spiralen usw. mit einer Größe (Abmessung der längsten Ausdehnung) von etwa 1 bis 30 mm vorliegen. Außerdem können die Träger in Form von Monolithen, wie sie z.B. in der DE-A-19642770 beschrieben sind, vorliegen. Des Weiteren können die Träger in Form von Drähten, Blechen, Gittern, Netzen, Geweben und dergleichen eingesetzt werden.Depending on the configuration of the hydrogenation process, the carrier material may have different shapes. If the hydrogenation is carried out, for example, with a mobile catalyst phase, for example in a slurry reactor, for example in a stirred tank, moving bed, fluidized bed, fluidized bed or bubble column reactor, the support material is generally used in the form of a finely divided powder. On the other hand, if the hydrogenation is carried out with immobile catalyst phase and the catalyst is used in the form of a fixed-bed catalyst, for example in a bottoms or trickle reactor, moldings are used rather as support materials. Such shaped bodies can be in the form of spheres, tablets, cylinders, hollow cylinders, Raschig rings, strands, saddles, stars, spirals, etc. are present in a size (dimension of the longest extent) of about 1 to 30 mm. In addition, the carriers can be present in the form of monoliths, as described, for example, in DE-A-19642770. Furthermore, the carriers can be used in the form of wires, sheets, grids, nets, fabrics and the like.
Die Träger können aus metallischem oder nichtmetallischem, porösem oder nichtporösem Material bestehen.The carriers can be made of metallic or non-metallic, porous or nonporous material.
Geeignete metallische Materialien sind beispielsweise hochlegierte Edelstahle. Geeignete nichtmetallische Materialien sind beispielsweise mineralische Werkstoffe, z.B. natürliche und synthetische Mineralien, Gläser oder Keramiken, Kunststoffe, z.B. künstliche oder natürliche Polymere, oder eine Kombination aus beiden.Suitable metallic materials are, for example, high-alloy stainless steels. Suitable non-metallic materials are, for example, mineral materials, e.g. natural and synthetic minerals, glasses or ceramics, plastics, e.g. artificial or natural polymers, or a combination of both.
Bevorzugte Trägermaterialien sind Kohle, insbesondere Aktivkohle, Siliciumcarbid, (Halb)Metalloxide, wie Siliciumdioxid, insbesondere amorphes Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid und Zinkoxid, und außerdem die Sulfate und Carbonate der Erdalkalimetalle, wie Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Mag- nesiumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumcarbonat und Bariumsulfat.Preferred support materials are carbon, in particular activated carbon, silicon carbide, (semi-) metal oxides, such as silica, in particular amorphous silica, alumina, magnesia, titania, zirconia and zinc oxide, and also the sulfates and carbonates of alkaline earth metals, such as calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium carbonate, Magnesium sulfate, barium carbonate and barium sulfate.
Der Katalysator kann durch übliche Verfahren auf den Träger aufgebracht werden, z.B. durch Tränken, Benetzen oder Besprühen des Trägers mit einer Lösung, die den Katalysator oder eine geeignete Vorstufe davon enthält.The catalyst may be applied to the support by conventional methods, e.g. by soaking, wetting or spraying the carrier with a solution containing the catalyst or a suitable precursor thereof.
Geeignete Träger und Verfahren zum Aufbringen des Katalysators auf diese sind beispielsweise in der DE-A-10128242 beschrieben, auf die hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.Suitable carriers and methods for applying the catalyst to these are described, for example, in DE-A-10128242, to which reference is hereby fully made.
Auch homogene Hydrierungskatalysatoren können in das erfindungsgemäße Verfah- ren B eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind die Nickelkatalysatoren, die in der EP- A-0668257 beschrieben sind. Nachteilig bei einer Verwendung von Homogenkatalysatoren sind jedoch ihre Herstellungskosten und auch die Tatsache, dass sie in der Regel nicht regenerierbar sind.Homogeneous hydrogenation catalysts can also be used in process B according to the invention. Examples of these are the nickel catalysts described in EP-A-0668257. However, a disadvantage of using homogeneous catalysts is their production costs and also the fact that they are generally not regenerable.
Daher werden im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise heterogene Hydrierungskatalysatoren eingesetzt.Therefore, heterogeneous hydrogenation catalysts are preferably used in the process according to the invention.
Beispiele für geträgerte Katalysatoren sind Palladium, Nickel oder Ruthenium auf Kohle, insbesondere Aktivkohle, Siliciumdioxid, insbesondere amorphes Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Aluminiumoxid, wobei die Träger in den oben beschriebenen Formen vorliegen können. Be-
vorzugte Trägerform sind die oben beschriebenen Formkörper. Ein besonders bevorzugter Träger ist Aluminiumoxid.Examples of supported catalysts are palladium, nickel or ruthenium on carbon, in particular activated carbon, silica, in particular amorphous silica, silicon carbide, barium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate or aluminum oxide, wherein the supports may be in the forms described above. loading preferred carrier form are the moldings described above. A particularly preferred carrier is alumina.
Die metallischen Katalysatoren können auch in Form Ihrer Oxide, insbesondere PaIIa- diumoxid, Platinoxid, Rhodiumoxid, Rutheniumoxid oder Nickeloxid, eingesetzt werden, die dann unter den Hydrierungsbedingungen zu den entsprechenden Metallen reduziert werden. Auch diese können in geträgerter Form eingesetzt werden. Bevorzugte Träger sind auch hier ausgewählt unter Kohle, insbesondere Aktivkohle, Siliciumdioxid, insbesondere amorphes Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Bariumcarbonat, Calciumcarbo- nat, Magnesiumcarbonat und insbesondere Aluminiumoxid, wobei die Träger in den oben beschriebenen Formen vorliegen können. Bevorzugte Trägerform sind die oben beschriebenen Formkörper.The metallic catalysts can also be used in the form of their oxides, in particular penta-dium oxide, platinum oxide, rhodium oxide, ruthenium oxide or nickel oxide, which are then reduced under the hydrogenation conditions to the corresponding metals. These can also be used in supported form. Preferred supports are also selected here from coal, in particular activated carbon, silicon dioxide, in particular amorphous silicon dioxide, silicon carbide, barium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and in particular aluminum oxide, wherein the supports can be present in the forms described above. Preferred carrier form are the moldings described above.
Ein Beispiel für einen Metallschwamm ist Raney-Nickel.An example of a metal sponge is Raney Nickel.
Besonders bevorzugt verwendet man in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens B einen Ruthenium-haltigen Hydrierungskatalysator, der vorzugsweise metallisches Ruthenium, das gegebenenfalls geträgert ist, oder insbesondere Ruthenium(IV)oxid, das ebenfalls geträgert sein kann, enthält. Bezüglich geeigneter und bevorzugter Ru- theniumkatalysatoren und Ausgestaltungen des Hydrierungsschritts (a) bei Verwendung von Rutheniumkatalysatoren wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren C verwiesen.In step (a) of process B according to the invention, particular preference is given to using a ruthenium-containing hydrogenation catalyst which preferably contains metallic ruthenium, which is optionally supported, or in particular ruthenium (IV) oxide, which may also be supported. With regard to suitable and preferred ruthenium catalysts and embodiments of the hydrogenation step (a) when using ruthenium catalysts, reference is made to the comments on method C according to the invention.
Die einzusetzende Katalysatormenge hängt unter anderem vom jeweiligen katalytisch aktiven Metall und von dessen Einsatzform ab und kann vom Fachmann im Einzelfall bestimmt werden. Ganz allgemein kann der Hydrierungskatalysator in einer Menge von 0,01 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 20 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der zu hydrierenden Verbindung IX, eingesetzt werden. Die angegebene Katalysatormenge bezieht sich dabei auf die Menge an Aktivme- tall, d. h. auf die katalytisch wirksame Komponente des Katalysators. Edelmetall- Katalysatoren werden dabei regelmäßig in einer um den Faktor 10 kleineren Menge eingesetzt als Nichtedelmetall-Katalysatoren.The amount of catalyst to be used depends, inter alia, on the respective catalytically active metal and on its form of use and can be determined by the person skilled in the individual case. In general, the hydrogenation catalyst may be used in an amount of 0.01 to 70% by weight, preferably 0.05 to 20% by weight and more preferably 0.1 to 10% by weight, based on the weight of the compound IX to be hydrogenated , are used. The stated amount of catalyst refers to the amount of active metal, d. H. on the catalytically active component of the catalyst. Precious metal catalysts are regularly used in a smaller amount by a factor of 10 than non-noble metal catalysts.
Die Hydrierung erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise 0 bis 2500C, besonders bevorzugt von 20 bis 2000C, stärker bevorzugt von 50 bis 200°C und insbesondere von 100 bis 1800C.The hydrogenation is carried out at a temperature of preferably 0 to 250 0 C, particularly preferably from 20 to 200 0 C, more preferably from 50 to 200 ° C and especially from 100 to 180 0 C.
Der Reaktionsdruck der Hydrierungsreaktion liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 300 bar, besonders bevorzugt von 10 bis 300 bar, stärker bevorzugt von 50 bis 300 bar und insbesondere von 100 bis 300 bar.
Der Druck kann entweder durch Wasserstoff alleine oder durch ein Gemisch aus Wasserstoff mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, aufgebaut werden. Wird ein Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas eingesetzt, so muss der Partialdruck von Wasserstoff natürlich so hoch sein, dass die Hydrierung des Phosphinoxids IX gelingen kann. Vorzugsweise beträgt der Partialdruck von Wasserstoff im Gemisch wenigstens 50 %, besonders bevorzugt wenigsten 70 % und insbesondere wenigstens 80 % vom Gesamtdruck. Vorzugsweise wird der Druck allein durch Wasserstoff aufgebaut.The reaction pressure of the hydrogenation reaction is preferably in the range of 1 to 300 bar, more preferably 10 to 300 bar, more preferably 50 to 300 bar, and most preferably 100 to 300 bar. The pressure can be built up either by hydrogen alone or by a mixture of hydrogen with an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide. If a mixture of hydrogen and inert gas is used, the partial pressure of hydrogen must of course be so high that the hydrogenation of the phosphine oxide IX can succeed. Preferably, the partial pressure of hydrogen in the mixture is at least 50%, more preferably at least 70% and in particular at least 80% of the total pressure. Preferably, the pressure is built up solely by hydrogen.
Wasserstoff kann in Form von Wasserstoff-haltigen Gasgemischen, z.B. in Form eines technischen Gases, d.h. mit einem gewissen Anteil an Fremdgasen, z.B. mit bis zu 5 Vol.-% Fremdgasen, oder in Reinform, d.h. in einem Reinheitsgrad von wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt von wenigstens 99 Vol.-% und insbesondere von wenigstens 99,5 Vol.-% Wasserstoff, bezogen auf das Gesamtvolumen, eingesetzt werden. Beispiele für Wasserstoff-haltige Gasgemische sind solche aus dem Reforming-Verfahren. Vorzugsweise wird Wasserstoff in Reinform verwendet.Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume. Examples of hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process. Preferably, hydrogen is used in pure form.
Sowohl Reaktionsdruck als auch Reaktionstemperatur hängen unter anderem von der Aktivität und Menge des eingesetzten Hydrierungskatalysators ab und können im Ein- zelfall vom Fachmann bestimmt werden.The reaction pressure as well as the reaction temperature depend, inter alia, on the activity and amount of the hydrogenation catalyst used and in individual cases can be determined by a person skilled in the art.
Wasserstoff wird im molaren Überschuss, bezogen auf die zu reduzierende Verbindung IX, eingesetzt. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von eingesetztem Wasserstoff zu eingesetzter Verbindung IX 500:1 bis 10:1 , besonders bevorzugt 100:1 bis 10:1 und insbesondere 50:1 bis 10:1.Hydrogen is used in molar excess, based on the compound IX to be reduced. The molar ratio of hydrogen used to compound IX used is preferably 500: 1 to 10: 1, particularly preferably 100: 1 to 10: 1 and in particular 50: 1 to 10: 1.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den zu Beginn der Reaktion vorherrschenden Druck. Dieser kann vor allem bei einer Durchführung des Schritts (a) des Verfahrens B in Batch-Fahrweise im Lauf der Reaktion sinken, z.B. in dem Maße, in dem Wasserstoff verbraucht wird. Wenn der Druckabfall maximal 20 %, vorzugsweise maximal 10 % und insbesondere maximal 5 % des Anfangsdrucks beträgt, braucht der Druck nicht erneut auf den Wert des Anfangsdrucks eingestellt zu werden. Natürlich kann er aber auf den Wert des Anfangsdrucks oder sogar auf einen noch höheren Druck gebracht werden, z.B. durch erneutes Aufpressen von Wasserstoff und/oder Inertgas, vorzugsweise von Wasserstoff gegebenenfalls im Gemisch mit Inertgas.The pressures given above refer to the pressure prevailing at the beginning of the reaction. This may decrease, especially when carrying out step (a) of process B in batch mode during the course of the reaction, e.g. to the extent that hydrogen is consumed. If the pressure drop is at most 20%, preferably at most 10% and especially at most 5% of the initial pressure, the pressure need not be set again to the value of the initial pressure. Of course, however, it can be brought to the value of the initial pressure or even to an even higher pressure, e.g. by repressing hydrogen and / or inert gas, preferably hydrogen, optionally mixed with inert gas.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den Wert des Drucks bei der vorherrschenden Reaktionstemperatur.The pressures given above refer to the value of the pressure at the prevailing reaction temperature.
Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind solche, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, d. h. weder mit dem Edukt oder Produkt reagieren noch selbst verändert werden. Insbesondere
werden geeignete Lösungsmittel unter den Hydrierungsbedingungen nicht selbst hydriert. Vorzugsweise sind die Lösungsmittel gesättigt, d.h. sie enthalten keine C-C- Doppelbindungen. Zu den geeigneten Lösungsmitteln gehören Alkane, insbesondere Cs-Cio-Alkane, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan sowie Isomere da- von, Cycloalkane, insbesondere Cs-Cs-Cycloalkane, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan oder Cyclooctan, offenkettige und cyclische Ether, wie Diethylether, Me- thyl-tert-butylether, Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, Ketone, wie Aceton oder Ethyl- methylketon, Alkohole, insbesondere Ci-C3-Alkanole, wie Methanol, Ethanol, n- Propanol oder Isopropanol, und auch Carbonsäuren, wie Essigsäure und Propionsäu- re. Geeignet sind auch Gemische der vorstehend genannten Lösungsmittel und deren Gemische mit Wasser. Bevorzugt sind polare Lösungsmittel, wie die oben genannten cyclischen Ether, insbesondere Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, die oben genannten Ketone, Alkohole, Carbonsäuren, Gemische davon oder Gemische mit Wasser. Speziell verwendet man wässriges oder nicht wässriges Aceton, Ethanol oder Methanol in Reinform oder in Gemisch mit Wasser oder Essigsäure, Essigsäure in Form von Eisessig oder in Form von wässriger Essigsäure oder insbesondere Tetrahydrofuran.The hydrogenation is preferably carried out in a suitable solvent. Suitable solvents are those which are inert under the reaction conditions, ie react neither with the starting material or product nor be changed themselves. Especially For example, suitable solvents are not self-hydrogenated under the hydrogenation conditions. Preferably, the solvents are saturated, ie they contain no CC double bonds. Suitable solvents include alkanes, in particular Cs-Cio-alkanes, such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane and isomers thereof, cycloalkanes, in particular Cs-Cs-cycloalkanes, such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane or cyclooctane, open-chain and cyclic ethers, such as diethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, ketones, such as acetone or ethyl methyl ketone, alcohols, in particular C 1 -C 3 -alkanols, such as methanol, ethanol, n-propanol or isopropanol, and also carboxylic acids, such as acetic acid and propionic acid. Also suitable are mixtures of the abovementioned solvents and mixtures thereof with water. Preference is given to polar solvents, such as the abovementioned cyclic ethers, in particular tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, the abovementioned ketones, alcohols, carboxylic acids, mixtures thereof or mixtures with water. In particular, aqueous or non-aqueous acetone, ethanol or methanol are used in pure form or in a mixture with water or acetic acid, acetic acid in the form of glacial acetic acid or in the form of aqueous acetic acid or especially tetrahydrofuran.
Der Hydrierungsschritt (a) kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich ausgestaltet sein.The hydrogenation step (a) can be configured both continuously and discontinuously.
Die Durchführung der Hydrierung in der Batch-Fahrweise erfolgt in der Regel so, dass man die Verbindung IX und den Katalysator im Lösungsmittel vorlegt und anschließend die Wasserstoffeinleitung beginnt. In Abhängigkeit vom verwendeten Hydrierungskatalysator erfolgt die Hydrierung bei erhöhter Temperatur und/oder bei erhöhtem Druck. Die Aufarbeitung erfolgt im Allgemeinen wie unten beschrieben. Wird nicht mit Überdruck gearbeitet, so kommen die üblichen Reaktionsvorrichtungen des Standes der Technik für Batch-Verfahren in Betracht, die für Normaldruck geeignet sind. Beispiele hierfür sind Suspensionsreaktoren für das diskontinuierliche Arbeiten, z.B. übliche Rührkessel, die vorzugsweise mit einer Siedekühlung, geeigneten Mischern, Einlei- tungsvorrichtungen, gegebenenfalls Wärmetauscherelementen und/oder Inertisie- rungsvorrichtungen ausgerüstet sind. In der Regel muss jedoch unter erhöhtem Druck gearbeitet werden.The hydrogenation in the batch mode is usually carried out by initially introducing the compound IX and the catalyst in the solvent and then starting the hydrogen. Depending on the hydrogenation catalyst used, the hydrogenation is carried out at elevated temperature and / or at elevated pressure. Work up is generally as described below. If no overpressure is used, the usual state-of-the-art reaction devices are suitable for batch processes suitable for atmospheric pressure. Examples of these are suspension reactors for discontinuous operation, e.g. conventional stirred tank, which are preferably equipped with a Siedekühlung, suitable mixers, introduction devices, optionally heat exchanger elements and / or inerting devices. In general, however, must be worked under increased pressure.
Wird der Hydrierungsschritt (a) als kontinuierliches Verfahren ausgestaltet, so hängt die genaue Vorgehensweise von der Art des verwendeten Katalysators ab und insbesondere davon, ob er beweglich (z.B. als suspendierte Partikel) oder unbeweglich (d.h. als Festbettkatalysator) im Reaktor angeordnet ist. Geeignete Reaktoren für die Verwendung mobiler Katalysatorphasen sind kontinuierlich arbeitende Suspensionsreaktoren, wie kontinuierliche Rührkessel, Wanderbettreaktoren, Fließbettreaktoren, Wirbel- schichtreaktoren und Blasensäulenreaktoren. Geeignete Festbettreaktoren sind beispielsweise Sumpf- und Rieselreaktoren. Die Reaktionsführung erfolgt in der Regel
gemäß der für die jeweiligen Reaktoren üblichen Vorgehensweise für Dreiphasenreaktionen.If the hydrogenation step (a) is designed as a continuous process, the exact procedure depends on the type of catalyst used and in particular on whether it is mobile (eg as suspended particles) or stationary (ie as a fixed bed catalyst) in the reactor. Suitable reactors for the use of mobile catalyst phases are continuous slurry reactors, such as continuous stirred tanks, moving bed reactors, fluidized bed reactors, fluidized bed reactors and bubble column reactors. Suitable fixed bed reactors are, for example, bottom and trickle reactors. The reaction is usually carried out according to the usual procedure for the respective reactors for three-phase reactions.
Für die Reaktionsführung unter Druck können die üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten Druckgefäße, wie Autoklaven, Rührautoklaven und Druckreaktoren, verwendet werden.For the reaction under pressure, the usual, known from the prior art pressure vessels, such as autoclaves, stirred autoclave and pressure reactors can be used.
Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise in einem Suspensionsreaktor oder in einem Festbettreaktor, vorzugsweise unter erhöhtem Druck.The hydrogenation is preferably carried out in a slurry reactor or in a fixed bed reactor, preferably under elevated pressure.
Nach beendeter Hydrierung werden in der Regel der Katalysator und das Lösungsmittel entfernt. Der heterogene Katalysator wird vorzugsweise durch Filtration oder durch Sedimentation und Entfernung der oberen, produkthaltigen Phase abgetrennt. Auch andere Abtrennungsverfahren zur Entfernung von Feststoffen aus Lösungen, wie bei- spielsweise Zentrifugieren, sind zur Entfernung des heterogenen Katalysators geeignet. Die Entfernung homogener Katalysatoren erfolgt durch übliche Verfahren zur Trennung von gleichphasigen Gemischen, beispielsweise durch chromatographische Methoden. Gegebenenfalls kann es je nach Katalysatortyp erforderlich sein, diesen vor der Entfernung zu desaktivieren. Dies kann durch übliche Verfahren erfolgen, bei- spielsweise durch Waschen der Reaktionslösung mit protischen Lösungsmitteln, z.B. mit Wasser oder mit Ci-C3-Alkanolen, wie Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropa- nol, die erforderlichenfalls basisch oder sauer eingestellt sind.After completion of the hydrogenation, the catalyst and the solvent are usually removed. The heterogeneous catalyst is preferably separated by filtration or by sedimentation and removal of the upper, product-containing phase. Other separation methods for removing solids from solutions, such as centrifuging, are also suitable for removing the heterogeneous catalyst. The removal of homogeneous catalysts is carried out by conventional methods for the separation of in-phase mixtures, for example by chromatographic methods. Optionally, depending on the type of catalyst, it may be necessary to deactivate it prior to removal. This can be done by conventional methods, for example by washing the reaction solution with protic solvents, e.g. with water or with C 1 -C 3 -alkanols, such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, which are, if necessary, basic or acidic.
Die Entfernung des Lösungsmittels erfolgt durch übliche Verfahren, beispielsweise destillativ, insbesondere unter verringertem Druck.The removal of the solvent is carried out by conventional methods, for example by distillation, in particular under reduced pressure.
Das erhaltene Produkt kann gewünschtenfalls mittels üblicher Methoden gereinigt werden, z. B. durch Destillation.The product obtained can, if desired, be purified by conventional methods, e.g. B. by distillation.
Bezüglich geeigneter und bevorzugter Ausgestaltungen des Halogenierungsschrittes (b) wird auf die vorstehend zu Verfahren A zur Herstellung der dort als Edukt eingesetzten Verbindung V gemachten Ausführungen verwiesen.With regard to suitable and preferred embodiments of the halogenation step (b), reference is made to the statements made above on method A for the preparation of the compound V used there as starting material.
Der Reduktionsschritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens B kann in Analogie zu Verfahren des Standes der Technik zur Reduktion von mit drei Kohlenwasserstoffresten substituierten Phosphindihalogeniden, insbesondere von Triphenylphosphindihalo- geniden, zu den entsprechend substituierten Phosphinen, speziell Triphenylphosphin, durchgeführt werden.The reduction step (c) of the process B according to the invention can be carried out in analogy to prior art processes for the reduction of phosphine dihalides substituted by three hydrocarbon radicals, in particular triphenylphosphine dihalides, to the correspondingly substituted phosphines, especially triphenylphosphine.
Als Reduktionsmittel kann man unedle Metalle, beispielsweise die Metalle der ersten bis fünften Hauptgruppe und die Nebengruppenelemente, die keine Edelmetalle darstellen, vor allem solche der Gruppen INb (Sc, Y, La), IVb (Ti, Zr, Hf), Vb (V, Nb, Ta),
VIb (Cr, Mo, W), VIIb (Mn, Tc, Re), VIII (Fe, Co, Ni) und IIb (Zn), des Weiteren Halbmetalle, wie Bor, Silicium, Arsen, Selen und Tellur, komplexe Metallhydride, wie Lithiumaluminiumhydrid, elementaren Phosphor, elementaren Kohlenstoff oder Wasserstoff einsetzen.As the reducing agent, there may be mentioned base metals such as the metals of the first to fifth main groups and the subgroup elements which are not noble metals, especially those of the groups INb (Sc, Y, La), IVb (Ti, Zr, Hf), Vb (V , Nb, Ta), VIb (Cr, Mo, W), VIIb (Mn, Tc, Re), VIII (Fe, Co, Ni) and IIb (Zn), further semimetals such as boron, silicon, arsenic, selenium and tellurium, complex metal hydrides, such as lithium aluminum hydride, elemental phosphorus, elemental carbon or hydrogen.
Es versteht sich von selbst, dass die Wahl des Reduktionsmittels auch von der Natur des Restes R1 abhängt, der unter den Reduktionsbedingungen unverändert bleiben soll. So verwendet man beispielsweise kein Lithiumaluminiumhydrid als Reduktionsmittel, wenn R1 für einen Esterrest (R1 = COR3; R3 = OR4) steht. Dem Fachmann ist be- kannt, welche Reduktionsmittel für welche Reste R1 kritisch sind.It goes without saying that the choice of the reducing agent also depends on the nature of the radical R 1 , which should remain unchanged under the reduction conditions. Thus, for example, no lithium aluminum hydride is used as the reducing agent when R 1 is an ester radical (R 1 = COR 3 ; R 3 = OR 4 ). The person skilled in the art knows which reducing agents are critical for which radicals R 1 .
Die Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel wird separat beschrieben; die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich ausschließlich auf die Verwendung der genannten Metalle, Halbmetalle, von Phosphor oder Kohlenstoff als Reduktionsmittel.The use of hydrogen as a reducing agent is described separately; The following statements relate exclusively to the use of the metals, semimetals, of phosphorus or carbon as the reducing agent.
Bevorzugte Metalle sind solche der ersten Hauptgruppe, vor allem Lithium, Natrium oder Kalium, wobei Natrium besonders bevorzugt ist, der zweiten Hauptgruppe, vor allem Magnesium, und der dritten Hauptgruppe, vor allem Aluminium, sowie Eisen als Nebengruppenelement. Besonders bevorzugt sind hierunter Natrium und Aluminium.Preferred metals are those of the first main group, especially lithium, sodium or potassium, with sodium being particularly preferred, the second main group, especially magnesium, and the third main group, especially aluminum, and iron as a subgroup element. Among these, particularly preferred are sodium and aluminum.
Bevorzugtes Halbmetall ist Silicium. Dieses kann in elementarer Form oder als Legierung, z.B. als Ferrosilicium, eingesetzt werden.Preferred semi-metal is silicon. This may be in elemental form or as an alloy, e.g. as ferrosilicon used.
Phosphor kann sowohl in Form der weißen als auch der roten Modifikation eingesetzt werden.Phosphorus can be used in both white and red modification.
Die Reduktion der Verbindungen V zu entsprechenden Verbindungen I unter Verwendung von unedlen Metallen, Halbmetallen, komplexen Metallhydriden, elementarem Phosphor oder elementarem Kohlenstoff kann beispielsweise in Analogie zu den in folgenden Dokumenten beschriebenen Verfahren durchgeführt werden: DE-A-1259883 (Reduktion in Gegenwart von Zink, Mangan, Magnesium oder insbesondere Aluminium), DE-A-2638720 (Reduktion mit Natrium), US 3,780,11 1 (Reduktion mit Eisen), DE- A-19532310 (Reduktion in Gegenwart von unedlen Metallen oder Halbmetallen, vor allem von Eisen, Silicium, Magnesium oder insbesondere Aluminium), Chem. Ber. 92, 2088 (1959) (Reduktion mit Natrium), Chem. Ber. 91 , 1583 (1958) (Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid), Z. Anorg. AIIg. Chem., Band 369, 1969, 33 (Reduktion mit Phosphor), DE-A-4142679 (Reduktion mit elementarem Silicium oder Siliciumlegierun- gen) und US 4,727,193 (Reduktion mit elementarem Kohlenstoff).The reduction of the compounds V to corresponding compounds I using base metals, semimetals, complex metal hydrides, elemental phosphorus or elemental carbon can be carried out, for example, analogously to the processes described in the following documents: DE-A-1259883 (reduction in the presence of zinc , Manganese, magnesium or, in particular, aluminum), DE-A-2638720 (reduction with sodium), US Pat. No. 3,780,111 (reduction with iron), DE-A-19532310 (reduction in the presence of non-noble metals or semimetals, especially of iron , Silicon, magnesium or in particular aluminum), Chem. Ber. 92, 2088 (1959) (reduction with sodium), Chem. Ber. 91, 1583 (1958) (reduction with lithium aluminum hydride), Z. Anorg. AIIg. Chem., Vol. 369, 1969, 33 (reduction with phosphorus), DE-A-4142679 (reduction with elemental silicon or silicon alloys) and US 4,727,193 (reduction with elemental carbon).
Es versteht sich von selbst, dass die Wahl eines geeigneten Reduktionsmittels auch vom Rest R1 abhängt, der unter den Reaktionsbedingungen in der Regel nicht verändert werden soll. So wird man beispielsweise für den Fall, dass R1 für einen Esterrest
steht (R1 = COR3; R3 = OR4), als Reduktionsmittel kein Lithiumaluminiumhydrid wählen, da dieses bekanntermaßen ein gutes Reduktionsmittel für Estergruppen darstellt. Die Wahl geeigneter Reduktionsmittel in Abhängigkeit vom jeweiligen Rest R1 kann der Fachmann mit Hilfe gängiger Literatur treffen.It goes without saying that the choice of a suitable reducing agent also depends on the radical R 1 , which should not be changed under the reaction conditions in the rule. Thus, for example, in the event that R 1 is an ester radical is (R 1 = COR 3 , R 3 = OR 4 ), do not choose lithium aluminum hydride as the reducing agent, since this is known to be a good reducing agent for ester groups. The choice of suitable reducing agents as a function of the respective radical R 1 can be made by a person skilled in the art with the aid of current literature.
Die Reduktion erfolgt in der Regel in einem geeigneten, meist hoch siedenden, aproti- schen und relativ polaren Lösungsmittel oder, vor allem dann, wenn die Reaktanden bei der gewünschten Reaktionstemperatur in flüssiger Phase vorliegen, auch in Substanz. Geeignete Lösungsmittel sind unter den gegebenen Reaktionsbedingungen inert, d.h. sie reagieren weder mit den Reaktanden noch mit den Produkten und insbesondere werden sie nicht selbst reduziert. Die Wahl eines geeigneten Lösungsmittels hängt nicht nur von der gewünschten Reaktionstemperatur ab, sondern auch von dem eingesetzten Reduktionsmittel. Bei der Verwendung von unedlen Metallen, Halbmetallen oder Silicium als Reduktionsmittel sind geeignete Lösungsmittel beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder die XyIoIe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, vor allem halogenierte aromatische Kohlenwasserstoff, wie Chlorbenzol oder die Dichlorbenzole, Nitrile, vor allem aromatische Nitrile, wie Benzonitril, und auch hochsiedende Ether, wie Diethylenglyol, Triethylenglycol und höhere Polyether. Bei der Verwendung von elementarem Kohlenstoff sind beispielsweise Kohlenwasser- Stoffe, auch technische Kohlenwasserstoffgemische, und insbesondere Alkane geeignete Lösungsmittel.The reduction is generally carried out in a suitable, usually high-boiling, aprotic and relatively polar solvent or, especially when the reactants are in the liquid phase at the desired reaction temperature, also in bulk. Suitable solvents are inert under the given reaction conditions, i. they do not react with either the reactants or the products, and in particular they are not self-reducing. The choice of a suitable solvent depends not only on the desired reaction temperature, but also on the reducing agent used. In the case of the use of base metals, semimetals or silicon as the reducing agent, suitable solvents are, for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylenes, halogenated hydrocarbons, especially halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene or the dichlorobenzenes, nitriles, especially aromatic nitriles, such as Benzonitrile, and also high-boiling ethers, such as diethylene glycol, triethylene glycol and higher polyethers. When elemental carbon is used, for example, hydrocarbons, including technical hydrocarbon mixtures, and especially alkanes, are suitable solvents.
Die Reaktionstemperatur ist in der Regel relativ hoch und beträgt beispielsweise 100 bis 300° C, vorzugsweise 100 bis 200° C.The reaction temperature is usually relatively high and is for example 100 to 300 ° C, preferably 100 to 200 ° C.
Der Reaktionsdruck ist in der Regel von untergeordneter Bedeutung; man kann sowohl bei Unterdruck als auch bei Normaldruck oder Überdruck von beispielsweise bis zu 10 bar arbeiten, wobei sich eine Reaktionsführung bei Umgebungsdruck anbietet.The reaction pressure is usually of minor importance; It is possible to operate both at reduced pressure and at atmospheric pressure or overpressure of, for example, up to 10 bar, whereby a reaction regime at ambient pressure is appropriate.
Die Reduktionsmittel werden in der Regel in einer möglichst fein verteilten Form eingesetzt, um eine möglichst kurze Reaktionszeit zu ermöglichen, beispielsweise in Form von Pulvern, Spänen, Wollen, Schwämmen oder Suspensionen.The reducing agents are usually used in a finely divided form as possible to allow the shortest possible reaction time, for example in the form of powders, chips, wools, sponges or suspensions.
Die Reaktionszeit hängt von der Einsatzgröße, dem Reduktionspotenzial des einge- setzten Reduktionsmittels, der Reaktionstemperatur und weiteren Faktoren ab, und muss im Einzelfall vom Fachmann bestimmt werden, was beispielsweise anhand einfacher Vorversuche erfolgen kann.The reaction time depends on the application size, the reduction potential of the reducing agent used, the reaction temperature and other factors, and must be determined by the person skilled in the individual case, which can be done, for example, on the basis of simple preliminary tests.
Die Aufarbeitung nach beendeter Reaktion erfolgt in üblicher Weise. So wird das über- schüssige Reduktionsmittel, das in der Regel in heterogener Phase vorliegt, durch übliche Verfahren, wie Filtration, Dekantieren oder Zentrifugieren, abgetrennt und die Verbindung I von Lösungsmittel und noch gegebenenfalls enthaltenem Reaktionspro-
dukt des Reduktionsmittels (d. h. Reduktionsmittel in seiner oxidierten Form) abgetrennt, was beispielsweise destillativ oder extraktiv erfolgen kann.The work-up after completion of the reaction is carried out in the usual manner. Thus, the excess reducing agent, which as a rule is in a heterogeneous phase, is separated off by customary processes, such as filtration, decantation or centrifuging, and the compound I is removed from the solvent and any other reaction product which may be present. removed the reducing agent (ie reducing agent in its oxidized form), which can be done for example by distillation or extraction.
Das erhaltene Reaktionsprodukt kann dann gewünschtenfalls noch weiteren Reini- gungsschritten, wie Umkristallisieren, vor allem durch Fällen in Form eines Halogenwasserstoff-Additionssalzes des Phosphins I, Extrahieren oder einer Säulenchromatographie, unterworfen werden.If desired, the reaction product obtained may then be subjected to further purification steps, such as recrystallization, in particular by precipitation in the form of a hydrogen halide addition salt of phosphine I, extraction or column chromatography.
Aufgrund der Oxidationsempfindlichkeit des gebildeten Phosphins I versteht es sich von selbst, dass alle Reaktions-, Aufarbeitungs- und Reinigungsschritte unter Sauer- stoffausschluss erfolgen müssen.Due to the sensitivity to oxidation of the phosphine I formed, it goes without saying that all reaction, work-up and purification steps must be carried out under oxygen exclusion.
Bevorzugt erfolgt die Reduktion in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens B jedoch unter Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel. Bezüglich geeigneter und bevorzugter Verfahrensmaßnahmen bei der Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel wird auf die Ausführungen zu Verfahren A verwiesen.However, the reduction in step (c) of process B according to the invention is preferably carried out using hydrogen as the reducing agent. With regard to suitable and preferred process measures in the use of hydrogen as a reducing agent, reference is made to the comments on method A.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel VII gemäß obiger Definition, umfassend folgenden Schritt:Finally, the invention provides a process for the preparation of compounds of the formula VII as defined above, comprising the following step:
Umsetzung von Verbindungen der Formel IX gemäß obiger Definition mit Wasserstoff in Gegenwart eines Ruthenium-basierten Hydrierungskatalysators.Reaction of compounds of formula IX as defined above with hydrogen in the presence of a ruthenium-based hydrogenation catalyst.
Dieses Verfahren wird nachfolgend als Verfahren C bezeichnet.This method will be referred to as method C below.
Der Ruthenium-basierte Hydrierungskatalysator kann sowohl ein Heterogen- als auch ein Homogenkatalysator sein. Vorzugsweise ist er ausgewählt unter Katalysatoren, die auf Ruthenium(IV)oxid, dessen Hydrat, Ruthenium(VIII)oxid, dessen Hydrat, elementarem Ruthenium, elementarem Ruthenium im Gemisch mit wenigstens einem Metall der Gruppe VIIb, VIII oder Ib, Koordinationsverbindungen des Rutheniums mit Liganden wie Carbonyl, Triphenylphosphin und Halogeniden, oder Rutheniumsalzen, wie Rutheniumchlorid oder Rutheniumnitrat, basieren. Vorzugsweise ist der Hydrierungskatalysator ein Heterogenkatalysator und basiert somit vorzugsweise auf Ruthenium(IV)oxid, dessen Hydrat, Ruthenium(VIII)oxid, dessen Hydrat, elementarem Ruthenium oder elementarem Ruthenium im Gemisch mit wenigstens einem Metall der Gruppe VIIb, VIII oder Ib. Besonders bevorzugt basiert der Katalysator auf Ruthenium(IV)oxid, dessen Hydrat, elementarem Ruthenium oder elementarem Ruthenium im Gemisch mit wenigstens einem Metall der Gruppe VIIb, VIII oder Ib und insbesondere auf Rutheni- um(IV)oxid oder dessen Hydrat.The ruthenium-based hydrogenation catalyst may be both a heterogeneous and a homogeneous catalyst. Preferably, it is selected from catalysts based on ruthenium (IV) oxide, its hydrate, ruthenium (VIII) oxide, its hydrate, elemental ruthenium, elemental ruthenium mixed with at least one metal of group VIIb, VIII or Ib, coordination compounds of ruthenium Ligands such as carbonyl, triphenylphosphine and halides, or ruthenium salts such as ruthenium chloride or ruthenium nitrate. The hydrogenation catalyst is preferably a heterogeneous catalyst and is thus preferably based on ruthenium (IV) oxide, its hydrate, ruthenium (VIII) oxide, its hydrate, elemental ruthenium or elemental ruthenium mixed with at least one metal of group VIIb, VIII or Ib. The catalyst is particularly preferably based on ruthenium (IV) oxide, its hydrate, elemental ruthenium or elemental ruthenium mixed with at least one metal of group VIIb, VIII or Ib and in particular ruthenium (IV) oxide or its hydrate.
In einer Ausführungsform ist der Rutheniumkatalysator vorzugsweise geträgert. Vorzugsweise ist dabei elementares Ruthenium oder Ruthenium(IV)oxid (oder dessen
Hydrat) auf einem geeigneten Träger aufgebracht. Geeignete Träger sind vorstehend bei der Beschreibung des Schritts (a) des Verfahrens B aufgeführt; sie können aus metallischem oder nichtmetallischem, porösem oder nichtporösem Material bestehen. Bevorzugte Träger sind ausgewählt unter Kohle, insbesondere Aktivkohle, Siliciumcar- bid, (Halb)Metalloxide, wie Siliciumdioxid, insbesondere amorphes Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid und Zinkoxid, und außerdem die Sulfate und Carbonate der Erdalkalimetalle, wie Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat, Bariumcarbonat und Bariumsulfat. Ein besonders bevorzugter Träger ist Aluminiumoxid. Dementsprechend ist ein besonders bevor- zugter Hydrierungskatalysator auf Aluminiumoxid geträgertes Ruthenium^ V)oxid(hydrat).In one embodiment, the ruthenium catalyst is preferably supported. Preferably, elemental ruthenium or ruthenium (IV) oxide (or its Hydrate) on a suitable carrier. Suitable carriers are listed above in the description of step (a) of method B; they may be made of metallic or non-metallic, porous or nonporous material. Preferred supports are selected from coal, in particular activated carbon, silicon carbide, (semi-) metal oxides, such as silica, in particular amorphous silica, alumina, magnesia, titania, zirconia and zinc oxide, and also the sulphates and carbonates of alkaline earth metals, such as calcium carbonate, calcium sulphate, Magnesium carbonate, magnesium sulfate, barium carbonate and barium sulfate. A particularly preferred carrier is alumina. Accordingly, a particularly preferred hydrogenation catalyst supported on alumina is ruthenium (V) oxide (hydrate).
Ein besonders geeigneter Ruthenium-Hydrierungskatalysator ist in DE-A-2132547 beschrieben, worauf hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird. Es handelt sich dabei um ein Rutheniumoxid-Hydrat, welches dadurch gewonnen wird, dass man ein Rutheniumsalz, bevorzugt das Trihydrat des Ruthenium(lll)chlorids, RuCl3-3H2θ, in wässriger Lösung mit einer Base, bevorzugt einem Alkalihydroxids, umsetzt, wobei das Rutheniumoxid-Hydrat präzipitiert. Der Katalysator besitzt vorzugsweise eine Teilchengröße von etwa 40-60 Ä, einen relativ geringen Rutheniumgehalt von etwa 40-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, und/oder einen Wassergehalt von etwa 10-20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators. Wenn der Katalysator geträgert eingesetzt werden soll, so erfolgt die oben beschriebene Umsetzung geeigneterweise in Gegenwart des Trägermaterials, auf das es bei seiner Bildung präzipitiert. Alternativ kann das präzipitierte Rutheniumoxid-Hydrat zuerst isoliert werden, beispielsweise durch Filtration, Sedimentation oder Zentrifugieren, und erst anschließend in das Trägermaterial eingearbeitet werden. Geeignete Trägermaterialien sind die zuvor genannten.A particularly suitable ruthenium hydrogenation catalyst is described in DE-A-2132547, which is hereby incorporated by reference. It is a ruthenium oxide hydrate, which is obtained by reacting a ruthenium salt, preferably the trihydrate of ruthenium (III) chloride, RuCl3-3H2θ, in aqueous solution with a base, preferably an alkali metal hydroxide, the ruthenium oxide Hydrate precipitated. The catalyst preferably has a particle size of about 40-60 Å, a relatively low ruthenium content of about 40-60% by weight, based on the total weight of the catalyst, and / or a water content of about 10-20% by weight on the total weight of the catalyst. When the catalyst is to be used supported, the reaction described above is suitably carried out in the presence of the support material to which it precipitates when it is formed. Alternatively, the precipitated ruthenium oxide hydrate may first be isolated, for example by filtration, sedimentation or centrifugation, and only then incorporated into the support material. Suitable carrier materials are the aforementioned.
Je nach Ausgestaltung des Hydrierungsverfahrens C kann das Trägermaterial ver- schiedene Gestalten aufweisen. Wird die Hydrierung beispielsweise mit mobiler Katalysatorphase, z.B. in einem Suspensionsreaktor, beispielsweise in einem Rührkessel, einem Wanderbett-, Fließbett-, Wirbelschicht- oder Blasensäulenreaktor, durchgeführt, so wird das Trägermaterial in der Regel in Form eines feinteiligen Pulvers eingesetzt. Wird die Hydrierung hingegen mit unbeweglicher Katalysatorphase durchgeführt und der Katalysator in Form eines Festbettkatalysators eingesetzt, beispielsweise in einem Sumpf- oder Rieselreaktor, so setzt man eher Formkörper als Trägermaterialien ein. Solche Formkörper können in Gestalt von Kugeln, Tabletten, Zylindern, Hohlzylindern, Raschigringen, Strängen, Sattelkörpern, Sternen, Spiralen usw. mit einer Größe (Abmessung der längsten Ausdehnung) von etwa 1 bis 30 mm vorliegen. Außerdem kön- nen die Träger in Form von Monolithen, wie sie z.B. in der DE-A-19642770 beschrieben sind, vorliegen. Des Weiteren können die Träger in Form von Drähten, Blechen, Gittern, Netzen, Geweben und dergleichen eingesetzt werden.
Die einzusetzende Katalysatormenge hängt unter anderem von dessen Einsatzform ab und kann vom Fachmann im Einzelfall bestimmt werden. Ganz allgemein kann der Ruthenium-haltige Hydrierungskatalysator in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der zu hydrierenden Verbindung IX, eingesetzt werden. Die angegebene Katalysatormenge bezieht sich dabei auf die Menge an Aktivmetall, d. h. auf den Rutheniumgehalt des Katalysators.Depending on the embodiment of the hydrogenation process C, the carrier material may have different shapes. If the hydrogenation is carried out, for example, with a mobile catalyst phase, for example in a slurry reactor, for example in a stirred tank, moving bed, fluidized bed, fluidized bed or bubble column reactor, the support material is generally used in the form of a finely divided powder. On the other hand, if the hydrogenation is carried out with immobile catalyst phase and the catalyst is used in the form of a fixed-bed catalyst, for example in a bottoms or trickle reactor, moldings are used rather as support materials. Such shaped articles may be in the form of spheres, tablets, cylinders, hollow cylinders, Raschig rings, strands, calipers, stars, spirals, etc. having a size (dimension of the longest dimension) of about 1 to 30 mm. In addition, the carriers can be present in the form of monoliths, as described, for example, in DE-A-19642770. Furthermore, the carriers can be used in the form of wires, sheets, grids, nets, fabrics and the like. The amount of catalyst to be used depends inter alia on its mode of use and can be determined by a person skilled in the individual case. In general, the ruthenium-containing hydrogenation catalyst may be used in an amount of 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 5% by weight, based on the weight of to be hydrogenated compound IX used. The stated amount of catalyst refers to the amount of active metal, ie the ruthenium content of the catalyst.
Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugsweise 80 bis 2000C, besonders bevorzugt 100 bis 2000C und insbesondere 100 bis 180°C.The reaction temperature is preferably 80 to 200 0 C, particularly preferably 100 to 200 0 C and in particular 100 to 180 ° C.
Die Reaktion erfolgt vorzugsweise bei einem Druck von 50 bis 350 bar, besonders bevorzugt von 80 bis 300 bar, stärker bevorzugt von 100 bis 300 bar, insbesondere von 150 bis 300 bar und speziell von 170 bis 270 bar.The reaction is preferably carried out at a pressure of 50 to 350 bar, particularly preferably from 80 to 300 bar, more preferably from 100 to 300 bar, in particular from 150 to 300 bar and especially from 170 to 270 bar.
Der Druck kann entweder durch Wasserstoff alleine oder durch ein Gemisch aus Wasserstoff mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, aufgebaut werden. Wird ein Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas eingesetzt, so muss der Partialdruck von Wasserstoff natürlich so hoch sein, dass die Hydrierung der Verbindung IX gelingen kann. Vorzugsweise beträgt der Partialdruck von Wasserstoff im Gemisch wenigstens 50 %, besonders bevorzugt wenigsten 70 % und insbesondere wenigstens 80 % vom Gesamtdruck. Vorzugsweise wird der Druck allein durch Wasserstoff aufgebaut.The pressure can be built up either by hydrogen alone or by a mixture of hydrogen with an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide. If a mixture of hydrogen and inert gas is used, the partial pressure of hydrogen must of course be so high that the hydrogenation of compound IX can succeed. Preferably, the partial pressure of hydrogen in the mixture is at least 50%, more preferably at least 70% and in particular at least 80% of the total pressure. Preferably, the pressure is built up solely by hydrogen.
Wasserstoff kann in Form von Wasserstoff-haltigen Gasgemischen, z.B. in Form eines technischen Gases, d.h. mit einem gewissen Anteil an Fremdgasen, z.B. mit bis zu 5 Vol.-% Fremdgasen, oder in Reinform, d.h. in einem Reinheitsgrad von wenigstens 98 Vol.-%, bevorzugt von wenigstens 99 Vol.-% und insbesondere von wenigstens 99,5 Vol.-% Wasserstoff, bezogen auf das Gesamtvolumen, eingesetzt werden. Beispiele für Wasserstoff-haltige Gasgemische sind solche aus dem Reforming-Verfahren. Vorzugsweise wird Wasserstoff in Reinform verwendet.Hydrogen may be in the form of hydrogen-containing gas mixtures, e.g. in the form of a technical gas, i. with a certain proportion of foreign gases, e.g. with up to 5% by volume of foreign gases, or in pure form, i. in a purity of at least 98% by volume, preferably of at least 99% by volume and in particular of at least 99.5% by volume of hydrogen, based on the total volume. Examples of hydrogen-containing gas mixtures are those from the reforming process. Preferably, hydrogen is used in pure form.
Sowohl Reaktionsdruck als auch Reaktionstemperatur hängen unter anderem von der Aktivität und Menge des eingesetzten Rutheniumkatalysators ab und können im Einzel- fall vom Fachmann bestimmt werden.The reaction pressure as well as the reaction temperature depend, inter alia, on the activity and amount of the ruthenium catalyst used and can be determined on a case-by-case basis by a person skilled in the art.
Wasserstoff wird im molaren Überschuss, bezogen auf die zu hydrierende Verbindung IX, eingesetzt. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis von eingesetztem Wasserstoff zu eingesetzter Verbindung 1X 500:1 bis 10:1 , besonders bevorzugt 100:1 bis 10:1 und insbesondere 50:1 bis 10:1.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den zu Beginn der Reaktion vorherrschenden Druck. Dieser kann vor allem bei einer Durchführung des Verfahrens C in Batch-Fahrweise im Lauf der Reaktion sinken, z.B. in dem Maße, in dem Wasserstoff verbraucht wird. Wenn der Druckabfall maximal 20 %, vorzugsweise maximal 10 % und insbesondere maximal 5 % des Anfangsdrucks beträgt, braucht der Druck nicht erneut auf den Wert des Anfangsdrucks eingestellt zu werden. Natürlich kann er aber auf den Wert des Anfangsdrucks oder sogar auf einen noch höheren Druck gebracht werden, z.B. durch erneutes Aufpressen von Wasserstoff und/oder Inertgas, vorzugsweise von Wasserstoff gegebenenfalls im Gemisch mit Inertgas.Hydrogen is used in molar excess, based on the compound IX to be hydrogenated. The molar ratio of hydrogen used to the compound used is preferably 1X 500: 1 to 10: 1, particularly preferably 100: 1 to 10: 1 and in particular 50: 1 to 10: 1. The pressures given above refer to the pressure prevailing at the beginning of the reaction. This can fall, especially when carrying out the process C in batch mode in the course of the reaction, for example, to the extent that hydrogen is consumed. If the pressure drop is at most 20%, preferably at most 10% and especially at most 5% of the initial pressure, the pressure need not be set again to the value of the initial pressure. Of course, however, it can be brought to the value of the initial pressure or even to an even higher pressure, for example by repressing hydrogen and / or inert gas, preferably hydrogen, optionally in admixture with inert gas.
Die oben gemachten Druckangaben beziehen sich auf den Wert des Drucks bei der vorherrschenden Reaktionstemperatur.The pressures given above refer to the value of the pressure at the prevailing reaction temperature.
Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind solche, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, d. h. weder mit dem Edukt oder Produkt reagieren noch selbst verändert werden. Insbesondere werden geeignete Lösungsmittel unter den Hydrierungsbedingungen nicht selbst hydriert. Vorzugsweise sind die Lösungsmittel gesättigt, d.h. sie enthalten keine C-C- Doppelbindungen. Zu den geeigneten Lösungsmitteln gehören Alkane, insbesondere Cs-Cio-Alkane, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan sowie Isomere davon, Cycloalkane, insbesondere Cs-Cs-Cycloalkane, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan oder Cyclooctan, offenkettige und cyclische Ether, wie Diethylether, Me- thyl-tert-butylether, Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, Ketone, wie Aceton oder Ethyl- methylketon, Alkohole, insbesondere Ci-C3-Alkanole, wie Methanol, Ethanol, n- Propanol oder Isopropanol, und auch Carbonsäuren, wie Essigsäure und Propionsäure. Geeignet sind auch Gemische der vorstehend genannten Lösungsmittel und deren Gemische mit Wasser. Bevorzugt sind polare Lösungsmittel, wie die oben genannten cyclischen Ether, insbesondere Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, die oben genannten Ketone, Alkohole, Carbonsäuren, Gemische davon oder Gemische mit Wasser. Spe- ziell verwendet man wässriges oder nicht wässriges Aceton, Ethanol oder Methanol in Reinform oder in Gemisch mit Wasser oder Essigsäure, Essigsäure in Form von Eisessig oder in Form von wässriger Essigsäure oder insbesondere Tetrahydrofuran.The hydrogenation is preferably carried out in a suitable solvent. Suitable solvents are those which are inert under the reaction conditions, d. H. neither react with the starting material or product nor be changed themselves. In particular, suitable solvents are not self-hydrogenated under the hydrogenation conditions. Preferably, the solvents are saturated, i. they contain no C-C double bonds. Suitable solvents include alkanes, especially Cs-Cio alkanes, such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane and isomers thereof, cycloalkanes, in particular Cs-Cs-cycloalkanes, such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane or cyclooctane, open-chain and cyclic ethers, such as diethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, ketones, such as acetone or ethyl methyl ketone, alcohols, in particular C 1 -C 3 -alkanols, such as methanol, ethanol, n-propanol or isopropanol , and also carboxylic acids, such as acetic acid and propionic acid. Also suitable are mixtures of the abovementioned solvents and mixtures thereof with water. Preference is given to polar solvents, such as the abovementioned cyclic ethers, in particular tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, the abovementioned ketones, alcohols, carboxylic acids, mixtures thereof or mixtures with water. Specially used is aqueous or nonaqueous acetone, ethanol or methanol in pure form or in a mixture with water or acetic acid, acetic acid in the form of glacial acetic acid or in the form of aqueous acetic acid or especially tetrahydrofuran.
Die Hydrierung des Verfahrens C kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich ausgestaltet sein.The hydrogenation of the process C can be configured both continuously and discontinuously.
Die Durchführung der Hydrierung in der Batch-Fahrweise erfolgt in der Regel so, dass man die Verbindung IX und den Katalysator im Lösungsmittel vorlegt, das Reaktionsgemisch auf die gewünschte Temperatur bringt und anschließend mit der Wasserstoff- einleitung beginnt. Die Aufarbeitung erfolgt im Allgemeinen wie unten beschrieben.
Wird die Hydrierung als kontinuierliches Verfahren ausgestaltet, so hängt die genaue Vorgehensweise von der Art des verwendeten Katalysators ab und insbesondere davon, ob er beweglich (z.B. als suspendierte Partikel) oder unbeweglich (d.h. als Festbettkatalysator) im Reaktor angeordnet ist. Geeignete Reaktoren für die Verwendung mobiler Katalysatorphasen sind kontinuierlich arbeitende Suspensionsreaktoren, wie kontinuierliche Rührkessel, Fließbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren und Blasensäu- lenreaktoren. Geeignete Festbettreaktoren sind beispielsweise Sumpf- und Rieselreaktoren. Die Reaktionsführung erfolgt in der Regel gemäß der für die jeweiligen Reaktoren üblichen Vorgehensweise für Dreiphasenreaktionen.The hydrogenation in the batch mode is usually carried out by initially introducing the compound IX and the catalyst in the solvent, bringing the reaction mixture to the desired temperature and then starting with the introduction of hydrogen. Work up is generally as described below. If the hydrogenation is designed as a continuous process, the exact procedure depends on the type of catalyst used and in particular on whether it is mobile (eg as suspended particles) or immovable (ie as a fixed bed catalyst) in the reactor. Suitable reactors for the use of mobile catalyst phases are continuous slurry reactors, such as continuous stirred tanks, fluidized bed reactors, fluidized bed reactors and bubble column reactors. Suitable fixed bed reactors are, for example, bottom and trickle reactors. The reaction is usually carried out according to the usual procedure for the respective reactor for three-phase reactions.
Für die Reaktionsführung unter Druck können die üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten Druckgefäße, wie Autoklaven, Rührautoklaven und Druckreaktoren, verwendet werden.For the reaction under pressure, the usual, known from the prior art pressure vessels, such as autoclaves, stirred autoclave and pressure reactors can be used.
Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise in einem Suspensionsreaktor oder in einem Festbettreaktor, vorzugsweise unter erhöhtem Druck.The hydrogenation is preferably carried out in a slurry reactor or in a fixed bed reactor, preferably under elevated pressure.
Nach beendeter Hydrierung werden in der Regel der Katalysator und das Lösungsmittel entfernt. Der heterogene Katalysator wird vorzugsweise durch Filtration oder durch Sedimentation und Entfernung der oberen, produkthaltigen Phase abgetrennt. Auch andere Abtrennungsverfahren zur Entfernung von Feststoffen aus Lösungen, wie beispielsweise Zentrifugieren, sind zur Entfernung des heterogenen Katalysators geeignet. Die Entfernung homogener Katalysatoren erfolgt durch übliche Verfahren zur Trennung von gleichphasigen Gemischen, beispielsweise durch chromatographische Methoden. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, den Katalysator vor der Entfernung zu desaktivieren. Dies kann durch übliche Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Waschen der Reaktionslösung mit protischen Lösungsmitteln, z.B. mit Wasser oder mit Ci-C3-Alkanolen, wie Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol, die erforderlichenfalls basisch oder sauer eingestellt sind.After completion of the hydrogenation, the catalyst and the solvent are usually removed. The heterogeneous catalyst is preferably separated by filtration or by sedimentation and removal of the upper, product-containing phase. Other separation methods for removing solids from solutions, such as centrifugation, are also suitable for removing the heterogeneous catalyst. The removal of homogeneous catalysts is carried out by conventional methods for the separation of in-phase mixtures, for example by chromatographic methods. Optionally, it may be necessary to deactivate the catalyst prior to removal. This can be done by conventional methods, for example by washing the reaction solution with protic solvents, e.g. with water or with C 1 -C 3 -alkanols, such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, which are, if necessary, basic or acidic.
Die Entfernung des Lösungsmittels erfolgt durch übliche Verfahren, beispielsweise destillativ, insbesondere unter verringertem Druck.The removal of the solvent is carried out by conventional methods, for example by distillation, in particular under reduced pressure.
Das erhaltene Produkt kann gewünschtenfalls mittels üblicher Methoden gereinigt wer- den, z. B. durch Destillation.If desired, the product obtained can be purified by conventional methods, e.g. B. by distillation.
Die in das Verfahren B, Schritt (a) bzw. in Verfahren C eingesetzten Verbindungen IX sind entweder bekannt, teilweise sogar kommerziell erhältlich (wie Triphenylphosphi- noxid), oder können mittels an sich bekannter Verfahren hergestellt werden. So können beispielsweise kommerziell erhältliche Phenyl-substituierte Phosphine, wie Triphe- nylphosphin, DIOP, Chiraphos und dergleichen, in das entsprechende Phosphinoxid überführt werden, beispielsweise durch Oxidation mit Luft, reinem Sauerstoff oder
Wasserstoffperoxid. Ein schrittweiser Aufbau von Verbindungen IX, in denen R'" für einen Alkylrest steht, geht von mit x Resten R1 substituierten Diphenylphosphin- chloriden aus, die mit entsprechenden Di-, Tri-, Tetra- oder Pentachloralkanen in Gegenwart von Natrium gekuppelt werden. Die anschließende Oxidation des Phosphors, beispielsweise mit Luft, Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid, ergibt die Verbindung IX.The compounds IX used in process B, step (a) or in process C are either known, in some cases even commercially available (such as triphenylphosphine oxide), or can be prepared by processes known per se. Thus, for example, commercially available phenyl-substituted phosphines, such as triphenylphosphine, DIOP, chiraphos and the like, can be converted into the corresponding phosphine oxide, for example by oxidation with air, pure oxygen or Hydrogen peroxide. A step-by-step construction of compounds IX in which R '"is an alkyl radical is based on diphenylphosphine chlorides substituted by x radicals R 1 , which are coupled with corresponding di-, tri-, tetra- or pentachloroalkanes in the presence of sodium. The subsequent oxidation of the phosphorus, for example with air, oxygen or hydrogen peroxide, gives the compound IX.
Die nachfolgenden Ausführungen zu geeigneten und bevorzugten Verbindungen und Resten der Formeln I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X und Xl gelten sowohl für sich allein als auch insbesondere in Kombination miteinander und gelten für alle drei erfindungs- gemäßen Verfahren A, B und C.The following statements on suitable and preferred compounds and radicals of the formulas I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X and Xl apply both on their own and in particular in combination with one another and apply to all three fiction, according to methods A, B and C.
In Verbindungen I steht R vorzugsweise für einen Rest der Formel II. Dementsprechend stehen R' in Verbindung V und R" in Verbindung VII ebenfalls vorzugsweise für einen Rest der Formel II. Entsprechend steht R'" in Formel IX vorzugsweise für einen Rest der Formel X.In compounds I, R preferably represents a radical of the formula II. Accordingly, R 'in compound V and R "in compound VII likewise preferably represent a radical of the formula II. Accordingly, R' in the formula IX is preferably a radical of the formula X. ,
Alternativ steht in Verbindungen I R vorzugsweise für einen Rest der Formel XIIAlternatively, in compounds I R is preferably a radical of the formula XII
#-(CR9R10)m-(CR13R14)-(CR11 R12)n — (XU)
worin# - (CR 9 R 10 ) m - ( CR13R14 ) - ( CR11 R12 ) n - (XU) wherein
R9, R10, R11 und R12 unabhängig voneinander für H, Methyl oder Ethyl stehen,R 9 , R 10 , R 11 and R 12 independently of one another are H, methyl or ethyl,
m und n unabhängig voneinander für 0, 1 , 2 oder 3 stehen;m and n are independently 0, 1, 2 or 3;
R13 und R14 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie o- ben definiert ist, oder einen Rest der Formel XIII stehenR 13 and R 14 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XIII
worin R1, x und # wie oben definiert sind. wherein R 1 , x and # are as defined above.
Entsprechend steht R' in Verbindungen V vorzugsweise für einen Rest der Formel XIV
#-(CR9R10)m-(CR15R16)-(CR11 R12)n (XIV)
worinAccordingly, R 'in compounds V is preferably a radical of the formula XIV # - (CR 9 R 10 ) m - ( CR15R16 ) - ( CR11 R12 ) n (XIV) wherein
R1, R9, R10, R11, R12, m, n, x und # wie in Formel XII definiert sind;R 1 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , m, n, x and # are as defined in formula XII;
Z für Halogen steht; undZ is halogen; and
R15 und R16 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie o- ben definiert ist, oder einen Rest der Formel XV stehenR 15 and R 16 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XV
worin R1, Z, x und # wie oben definiert sind.wherein R 1 , Z, x and # are as defined above.
Entsprechend steht R" in Verbindungen VII vorzugsweise für einen Rest der Formel XVIAccordingly, R "in compounds VII preferably represents a radical of the formula XVI
#-(CR9R1»)m-(CR17R«)-(CR»R12)„— Rx (XVI)
worin# - (CR 9 R 1 ») m - (CR 17 R") - (CR »R 12 )" - Rx (XVI) wherein
R1, R9, R10, R11, R12, m, n, x und # wie in Formel XII definiert sind; undR 1 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , m, n, x and # are as defined in formula XII; and
R17 und R18 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie o- ben definiert ist, oder einen Rest der Formel XVII stehen
R 17 and R 18 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XVII
worin R1, x und # wie oben definiert sind.wherein R 1 , x and # are as defined above.
Entsprechend steht R'" in Verbindungen IX vorzugsweise für einen Rest der Formel XVIIIAccordingly, R '' in compounds IX preferably represents a radical of the formula XVIII
#-(CR9R10)m-(CR19R20)-(CR11R12)n (XVI I I)
worin# - (CR 9 R 10 ) m - (CR 19 R 20 ) - (CR 11 R 12 ) n (XVI II) wherein
R1, R9, R10, R11, R12, m, n, x und # wie in Formel XII definiert sind; undR 1 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , m, n, x and # are as defined in formula XII; and
R19 und R20 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie o- ben definiert ist, oder einen Rest der Formel XIX stehenR 19 and R 20 independently of one another are H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , in which R 7 is defined as above, or a radical of the formula XIX
worin R1, x und # wie oben definiert sind.wherein R 1 , x and # are as defined above.
In einer bevorzugten Ausführungsform stehen R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20 für H und die Summe aus m und n beträgt 0, 1 , 2 oder 3.In a preferred embodiment, R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 are H and the sum of m and n is 0, 1, 2 or 3.
In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform steht m für 0, n steht für 1 , R11, R13, R15, R17 und R19 stehen für H und R12, R14, R16, R18 und R20 stehen für Methyl oder E- thyl und insbesondere für Methyl. Diese Ausführungsform umfasst sowohl die reinen threo-lsomere, die reinen erythro-lsomere als auch Gemische davon.
In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform stehen R9, R10, R11 und R12 für H; m und n für 1 ;In an alternatively preferred embodiment, m is 0, n is 1, R 11 , R 13 , R 15 , R 17 and R 19 are H and R 12 , R 14 , R 16 , R 18 and R 20 are methyl or ethyl and especially methyl. This embodiment encompasses both the pure threo isomers, the pure erythro isomers, and mixtures thereof. In an alternatively preferred embodiment, R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n for 1;
R13 für einen Rest der Formel XIII; R14 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XIII; R15 für einen Rest der Formel XV; R16 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XV; R17 für einen Rest der Formel XVII; R18 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XVII; R19 für einen Rest der Formel XIX; undR 13 is a radical of formula XIII; R 14 is H, methyl, ethyl or a radical of formula XIII; R 15 is a radical of the formula XV; R 16 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XV; R 17 is a radical of the formula XVII; R 18 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XVII; R 19 is a radical of formula XIX; and
R20 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XIX.R 20 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XIX.
In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform stehen R9, R10, R11 und R12 für H; m und n für 1 ;In an alternatively preferred embodiment, R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n for 1;
R13, R15, R17 und R19für H, Methyl oder Ethyl; und R14, R16, R18 und R20 für Methyl oder Ethyl.R 13 , R 15 , R 17 and R 19 are H, methyl or ethyl; and R 14 , R 16 , R 18 and R 20 are methyl or ethyl.
R1 steht vorzugsweise für CrC4-AIkVl, Ci-C4-Hydroxyalkyl, Ci-C4-Halogenalkyl oder Halogen.R 1 is preferably C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -hydroxyalkyl, C 1 -C 4 -haloalkyl or halogen.
Z steht vorzugsweise für Cl.Z is preferably Cl.
x steht vorzugsweise für 0.x is preferably 0.
Besonders bevorzugte Verbindungen I sind ausgewählt unter Verbindungen der Formeln 1.1 , I.2, l.3 und I.4Particularly preferred compounds I are selected from compounds of the formulas 1.1, I.2, I.3 and I.4
worin R1 und x wie vorstehend definiert sind, o für 1 , 2, 3 oder 4 steht, Rα für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XIII steht, Rß für H, Methyl oder Ethyl steht und Rγfür Methyl oder Ethyl steht. wherein R 1 and x are as defined above, o is 1, 2, 3 or 4, R α is H, methyl, ethyl or a radical of formula XIII, R β is H, methyl or ethyl and R γ is Methyl or ethyl.
Dementsprechend sind besonders bevorzugte Verbindungen V ausgewählt unter Verbindungen V.1 , V.2, V.3 und V.4Accordingly, particularly preferred compounds V are selected from compounds V.1, V.2, V.3 and V.4
worin R1, Rα, Rß, Rγ, x und o die zuvor genannten Bedeutungen haben und Z für Halogen steht.wherein R 1 , R α , R β , R γ , x and o have the meanings given above and Z is halogen.
Dementsprechend sind besonders bevorzugte Verbindungen VII ausgewählt unter Verbindungen VII.1 , VII.2, VII.3 und VII.4Accordingly, particularly preferred compounds VII are selected from compounds VII.1, VII.2, VII.3 and VII.4
worin R1, Rα, Rß, Rγ, x und o die zuvor genannten Bedeutungen haben.wherein R 1 , R α , R β , R γ , x and o have the meanings given above.
Dementsprechend sind besonders bevorzugte Verbindungen IX ausgewählt unter Verbindungen IX.1 , IX.2, IX.3 und IX.4Accordingly, particularly preferred compounds IX are selected from compounds IX.1, IX.2, IX.3 and IX.4
worin R1, Rα, Rß, Rγ, x und o die zuvor genannten Bedeutungen haben.wherein R 1 , R α , R β , R γ , x and o have the meanings given above.
In Verbindungen 1.4, V.4, VII.4 und IX.4 steht Rß vorzugsweise für H und Rγ steht für Methyl oder Ethyl oder Rß steht vorzugsweise für Methyl und Rγ steht für Methyl oder Ethyl.In compounds 1.4, V.4, VII.4 and IX.4 R is ß preferably H and R γ is methyl or ethyl, or R ß is preferably methyl and R γ is methyl or ethyl.
Stärker bevorzugte Verbindungen I sind Verbindungen der Formel 1.1. Dementsprechend sind stärker bevorzugte Verbindungen V solche der Formel V.1 , stärker bevorzugte Verbindungen VII solche der Formel VI 1.1 und stärker bevorzugte Verbindungen IX solche der Formel IX.1.More preferred compounds I are compounds of formula 1.1. Accordingly, more preferred compounds V are those of the formula V.1, more preferred compounds VII are those of the formula VI 1.1 and more preferred compounds IX are those of the formula IX.1.
In den oben genannten Verbindungen 1.1 bis 1.3, V.1 bis V.3, VII.1 bis VII.3 und IX.1 bis IX.3 steht x vorzugsweise für 0.
Dementsprechend ist eine noch stärker bevorzugte Verbindung I Tricyclohexylphos- phin, d.h. die erfindungsgemäßen Verfahren A und B dienen insbesondere zur Herstellung von Tricyclohexylphosphin. Entsprechend wird als Verbindung V insbesondere ein Tricyclohexylphosphindihalogenid, insbesondere Tricyclohexylphosphindichlorid, als Verbindung VII insbesondere Tricyclohexylphosphinoxid und als Verbindung IX (auch in Verfahren C) insbesondere Triphenylphosphinoxid eingesetzt.In the abovementioned compounds 1.1 to 1.3, V.1 to V.3, VII.1 to VII.3 and IX.1 to IX.3, x is preferably 0. Accordingly, an even more preferred compound I is tricyclohexylphosphine, ie the processes A and B according to the invention are used in particular for the preparation of tricyclohexylphosphine. Correspondingly, the compound V used is in particular a tricyclohexylphosphine dihalide, in particular tricyclohexylphosphine dichloride, as compound VII, in particular tricyclohexylphosphine oxide, and as compound IX (also in process C), in particular triphenylphosphine oxide.
Die erfindungsgemäßen Verfahren erlauben die Herstellung von Verbindungen I, wie Tricyclohexylphosphin, oder von Hydrohalogeniden davon in einer hohen Ausbeute in wenigen Reaktionsschritten und unter Verwendung einfacher und preisgünstiger Reak- tanden. Im Fall der Herstellung von Tricyclohexylphosphin erlauben sie es, von Triphenylphosphinoxid auszugehen, einem in großen Mengen anfallenden Nebenprodukt der Wittig-Reaktion in der Synthese von Vitamin A und von Carotinoiden.The processes according to the invention allow the preparation of compounds I, such as tricyclohexylphosphine, or of hydrohalides thereof in a high yield in a few reaction steps and using simple and inexpensive reactants. In the case of the production of tricyclohexylphosphine, they allow to start from triphenylphosphine oxide, a large-scale by-product of the Wittig reaction in the synthesis of vitamin A and carotenoids.
Die Erfindung wird nunmehr durch die folgenden, nicht limitierenden Beispiele näher erläutert.The invention will now be explained in more detail by the following, non-limiting examples.
Beispiele:Examples:
1. Hydrierung von Triphenylphosphinoxid1. Hydrogenation of triphenylphosphine oxide
Ein Gemisch aus Triphenylphosphinoxid (707 g, 2,54 mol) und einer Suspension von Ruthenium(IV)oxid-Hydrat (geträgert auf Aluminiumoxid) (140 g, enthält 3 g Ruthenium) in Tetrahydrofuran (2 I) wurde unter Rühren bei 120 bis 1500C und einem Wasserstoffdruck von 250 bar hydriert. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Katalysator abfiltriert und das Filtrat unter verringertem Druck vom Lösungsmittel befreit. Nach Destillation des Rückstands bei 200 bis 2100C (1 mbar) erhielt man 722 g (96% der Theorie) Tricyclohexylphosphinoxid in Form eines weißen Feststoffs.A mixture of triphenylphosphine oxide (707 g, 2.54 mol) and a suspension of ruthenium (IV) oxide hydrate (supported on alumina) (140 g, containing 3 g of ruthenium) in tetrahydrofuran (2 l) was stirred at 120 to Hydrogenated 150 0 C and a hydrogen pressure of 250 bar. After cooling to room temperature, the catalyst was filtered off and the filtrate was freed from the solvent under reduced pressure. Distillation of the residue at 200 to 210 ° C. (1 mbar) gave 722 g (96% of theory) of tricyclohexylphosphine oxide as a white solid.
2. Umsetzung von Tricyclohexylphosphinoxid zu Tricyclohexylphosphin- Hydrochlorid und Tricyclohexylphosphin2. Reaction of tricyclohexylphosphine oxide to tricyclohexylphosphine hydrochloride and tricyclohexylphosphine
Als Apparatur wurde ein 250 ml Kolben mit Teflonblattrührer, Thermometer, nicht ge- tauchtem Gaseinleitungsrohr mit Rotameter und Überdrucksicherung (0,1 bar), einem Rückflusskühler mit Kryostat und nachgeschaltetem Trockeneiskühler und ein NaOH- Waschturm verwendet. Der Rückflusskühler wurde auf -15°C gekühlt. In den Kolben wurden 8,0 g (0,027 mol) Tricyclohexylphosphinoxid in 60 ml wasserfreiem Toluol bei Raumtemperatur vorgelegt und es wurde mit der Phosgeneinleitung begonnen. Die zu Beginn klare, farblose Lösung wurde sofort trüb und es setzte eine exotherme Reaktion ein, die durch Drosselung der Phosgeneinleitung so kontrolliert werden konnte, dass die Temperatur des Reaktionsgemischs 38°C nicht überschritt. Außerdem setzte eine
Gasentwicklung ein. Die Phosgeneinleitung wurde solange fortgesetzt, bis die Gasentwicklung beendet war (11 ,1 g; 0,1 12 mol Phosgen). Anschließend wurde das Reaktionsgemisch noch 30 Minuten gerührt, währenddessen die Temperatur auf 25°C sank. Zum Entfernen von überschüssigem Phosgen wurde unter Stickstoffeinleitung 240 Mi- nuten auf 400C erwärmt und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur zum vollständigen Entfernen von Phosgen weiter Stickstoff eingeleitet. Nach Zugabe von 50 ml Toluol und 30-minütigem Rühren wurde der Kolbeninhalt (130 g) unter Argon in einer Glovebox in einen Miniautoklaven überführt und der Autoklav wurde zweimal mit 150 bar Stickstoff und anschließend zweimal 150 bar Wasserstoff gespült. Das Reaktions- gemisch wurde unter Rühren auf 1600C erwärmt und es wurden 100 bar Wasserstoff aufgepresst. Nach 48 Stunden, in denen der Druck auf 97 bar fiel, wurde das Gemisch abgekühlt und entspannt. Der gebildete weiße flockige Niederschlag wurde unter Argon abfiltriert und zweimal mit je 10 ml Toluol gewaschen. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels unter verringertem Druck erhielt man 7,4 g (86 % der Theorie) Tricyclo- hexylphosphin-Hydrochlorid als weißen Feststoff.The apparatus used was a 250 ml flask with Teflon blade stirrer, thermometer, non-immersed gas inlet tube with rotameter and overpressure protection (0.1 bar), a reflux condenser with cryostat and a downstream dry ice condenser and a NaOH wash tower. The reflux condenser was cooled to -15 ° C. To the flask was charged 8.0 g (0.027 mol) of tricyclohexylphosphine oxide in 60 ml of anhydrous toluene at room temperature, and phosgene introduction was started. The initially clear, colorless solution immediately became cloudy and it began an exothermic reaction, which could be controlled by throttling the phosgene so that the temperature of the reaction mixture did not exceed 38 ° C. In addition, one sat Gas evolution. Phosgene injection was continued until gas evolution ceased (11.1 g, 0.1 12 moles of phosgene). Subsequently, the reaction mixture was stirred for a further 30 minutes during which the temperature dropped to 25 ° C. To remove excess phosgene was heated under nitrogen inlet 240 minutes at 40 0 C and then further introduced overnight at room temperature to completely remove phosgene nitrogen. After addition of 50 ml of toluene and stirring for 30 minutes, the contents of the flask (130 g) were transferred under argon in a glove box into a mini-autoclave and the autoclave was rinsed twice with 150 bar of nitrogen and then twice with 150 bar of hydrogen. The reaction mixture was heated to 160 ° C. with stirring and 100 bar of hydrogen were injected. After 48 hours, during which the pressure dropped to 97 bar, the mixture was cooled and vented. The resulting white flocculent precipitate was filtered off under argon and washed twice with 10 ml of toluene. Removal of the solvent under reduced pressure gave 7.4 g (86% of theory) of tricyclohexylphosphine hydrochloride as a white solid.
31P-NMR (1H-gekoppelt) (145 MHz; Toluol-D8): δ = 28.00 (d, JP-H = 440 Hz). 31 P-NMR ( 1 H-coupled) (145 MHz, toluene-D 8 ): δ = 28.00 (d, J PH = 440 Hz).
Elementaranalyse (Dihydrochlorid): C18H35CI2P Berechnet: C, 60,8; H, 10,5; P, 8,7. Gefunden: C, 61 ,1 ; H, 10,2; P, 8,4.Elemental analysis (dihydrochloride): C18H35CI2P Calculated: C, 60.8; H, 10.5; P, 8,7. Found: C, 61, 1; H, 10.2; P, 8,4.
Zur Überführung des Tricyclohexylphosphin-Hydrochlorids in die freie Base wurde ein Teil des Hydrochlorids mit 40%-igem wässrigem Natriumhydroxid versetzt und die ent- standene freie Base wurde mit Toluol aus der wässrigen Phase extrahiert. Die Ausbeute an freiem Tricyclohexylphosphin betrug > 90% der Theorie, bezogen auf die Menge an eingesetztem Hydrochlorid.To convert the tricyclohexylphosphine hydrochloride to the free base, 40% aqueous sodium hydroxide was added to a portion of the hydrochloride, and the resulting free base was extracted from the aqueous phase with toluene. The yield of free tricyclohexylphosphine was> 90% of theory, based on the amount of hydrochloride used.
Ein anderer Teil des Hydrochlorids wurde zur Überführung in die freie Base in Toluol suspendiert und die Suspension wurde über 40 Stunden zum Rückfluss erhitzt. Das Lösungsmittel wurde destillativ abgetrennt und der Rückstand wurde im Vakuum destilliert. Die Ausbeute an freiem Tricyclohexylphosphin betrug > 90% der Theorie, bezogen auf die Menge an eingesetztem Hydrochlorid.
Another portion of the hydrochloride was suspended in toluene for conversion to the free base and the suspension was heated to reflux for 40 hours. The solvent was separated by distillation and the residue was distilled in vacuo. The yield of free tricyclohexylphosphine was> 90% of theory, based on the amount of hydrochloride used.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I1. Process for the preparation of compounds of the formula I.
worin wherein
R für einen Rest der Formel IlR is a radical of the formula II
oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel IIIor is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula III
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV carries and also 1 to 4 substituents of the formula IV
tragen kann;can carry;
X und Y unabhängig voneinander für O oder NR8 stehen;X and Y independently represent O or NR 8 ;
jedes R1 unabhängig für Ci -C4-Al kyl, Ci-C4-Haloalkyl, Ci-C4-Hydroxyalkyl, C3-each R 1 is independently Ci-C4 -alkyl, Ci-C4-haloalkyl, Ci-C 4 hydroxyalkyl, C 3 -
Cio-Cycloalkyl, Cs-do-Halocycloalkyl, Halogen, OR2 oder COR3 steht;Cio-cycloalkyl, Cs-do-halocycloalkyl, halogen, OR 2 or COR 3 ;
R2 für H oder Ci-C4-Alkyl steht; R3 für H, Ci-C4-Alkyl, OR4 oder NR5R6 steht;R 2 is H or C 1 -C 4 alkyl; R 3 is H, C 1 -C 4 alkyl, OR 4 or NR 5 R 6 ;
R4, R5 und R6 unabhängig voneinander für H oder Ci-C4-AIkVl stehen;R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are H or C 1 -C 4 -alkyl;
R7 für H, CrC4-AIkVl oder C2-C4-Hydroxyalkyl steht; oder für den Fall, dass zwei Substituenten der Formel IV am selben oder an zwei benachbarte Kohlenstoffatome des Alkylrests gebunden sind, zwei Reste R7 auch gemeinsam eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bilden können;R 7 is H, -C 4 -alkyl or C 2 -C 4 hydroxyalkyl; or in the event that two substituents of the formula IV are bonded to the same or to two adjacent carbon atoms of the alkyl radical, two radicals R 7 can also together form a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms;
R8 für H, Ci-C4-Alkyl oder C2-C4-Hydroxyalkyl steht;R 8 is H, Ci-C 4 alkyl or C 2 -C 4 hydroxyalkyl group;
jedes x unabhängig für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht;each x is independently 0 or an integer from 1 to 3;
a für 2, 3 oder 4 steht;a is 2, 3 or 4;
b für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 steht; undb is 0 or an integer from 1 to 10; and
# den Anknüpfungspunkt an den Rest des Moleküls bezeichnet;# denotes the point of attachment to the rest of the molecule;
oder Hydrohalogeniden davon, umfassend folgenden Schritt:or hydrohalides thereof, comprising the following step:
Umsetzung von Verbindungen der Formel VReaction of compounds of the formula V
worin wherein
R' für einen Rest der Formel Il oder für einen linearen oder verzweigten Alkyl- rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel VI R 'is a radical of the formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VI
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV tragen kann; undand may also carry 1 to 4 substituents of the formula IV; and
Z für Halogen steht;Z is halogen;
mit Wasserstoff bei einem Druck von 10 bis 300 bar.with hydrogen at a pressure of 10 to 300 bar.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Druck 50 bis 200 bar beträgt.2. The method of claim 1, wherein the pressure is 50 to 200 bar.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umsetzung in Gegenwart einer Base erfolgt.3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the reaction is carried out in the presence of a base.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Base wenigstens ein Amin der Formel NRaRbRc umfasst, worin Ra, Rb und Rc unabhängig voneinander für H, C1-C10-4. The method of claim 3, wherein the base comprises at least one amine of the formula NR a R b R c , wherein R a , R b and R c independently of one another are H, C 1 -C 10
Alkyl, Ci-Cio-Hydroxyalkyl, C3-Cio-Cycloalkyl, Aryl oder Aryl-Ci-C4-alkyl stehen. 4 alkyl are alkyl, Ci-Cio-hydroxyalkyl, C 3 -Cio cycloalkyl, aryl or aryl-Ci-C.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei man das Umsetzungsprodukt der Verbindung der Formel V mit Wasserstoff anschließend mit einer Base neutralisiert oder thermisch behandelt.5. The method according to any one of claims 1 or 2, wherein the reaction product of the compound of formula V is then neutralized with hydrogen and subsequently treated with a base or thermally treated.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei man die Verbindung der Formel V dadurch erhält, dass man eine Verbindung der Formel VII6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the compound of formula V is obtained by reacting a compound of formula VII
worin wherein
R" für einen Rest der Formel Il oder für einen linearen oder verzweigten Alkyl- rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der For- mel VIll l) R "is a radical of formula II or a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula VIll l)
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV tragen kann; undand may also carry 1 to 4 substituents of the formula IV; and
R1, x und # wie in Anspruch 1 definiert sind;R 1 , x and # are as defined in claim 1;
mit einem Halogenierungsmittel umsetzt.reacted with a halogenating agent.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Halogenierungsmittel ausgewählt ist unter Phosgen, Phosphortrichlorid, Thionylchlorid und Oxalylchlorid.7. The method of claim 6, wherein the halogenating agent is selected from phosgene, phosphorus trichloride, thionyl chloride and oxalyl chloride.
8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I gemäß der Definition in8. A process for the preparation of compounds of formula I as defined in
Anspruch 1 oder Hydrohalogeniden davon, umfassend folgenden Schritte:Claim 1 or hydrohalides thereof, comprising the following steps:
(a) Hydrierung von Verbindungen der Formel IX(a) hydrogenation of compounds of formula IX
worin wherein
R'" für einen Rest der Formel XR '"for a radical of the formula X.
oder für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, der 1 , 2, 3 oder 4 Reste der Formel Xl or is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms, the 1, 2, 3 or 4 radicals of the formula XI
trägt und außerdem 1 bis 4 Substituenten der Formel IV gemäß der Definition in Anspruch 1 tragen kann; undand may also carry from 1 to 4 substituents of formula IV as defined in claim 1; and
R1, x und # wie in Anspruch 1 definiert sind;R 1 , x and # are as defined in claim 1;
unter Erhalt von Verbindungen der Formel VII gemäß der Definition in Anspruch 6;to obtain compounds of formula VII as defined in claim 6;
(b) Umsetzung der in Schritt (a) erhaltenen Verbindungen der Formel VII mit einem Halogenierungsmittel unter Erhalt von Verbindungen der Formel V gemäß der Definition in Anspruch 1 ;(b) reacting the compounds of formula VII obtained in step (a) with a halogenating agent to obtain compounds of formula V as defined in claim 1;
(c) Umsetzung der in Schritt (b) erhaltenen Verbindungen der Formel V mit einem Reduktionsmittel unter Erhalt von Verbindungen I oder einem Hydro- halogenid davon.(c) reacting the compounds of formula V obtained in step (b) with a reducing agent to give compounds I or a hydrohalide thereof.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Hydrierung in Schritt (a) die Umsetzung von Verbindungen IX mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators umfasst.The process of claim 8, wherein the hydrogenation in step (a) comprises reacting compounds IX with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Hydrierungskatalysator wenigstens ein Metall der Gruppe VIII enthält.A process according to any one of claims 8 or 9, wherein the hydrogenation catalyst contains at least one Group VIII metal.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Metall der Gruppe VIII ausgewählt ist unter Ruthenium, Cobalt, Rhodium, Nickel, Palladium und Platin.1 1. The method of claim 10, wherein the Group VIII metal is selected from ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium and platinum.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei es sich bei dem Metall der Gruppe VIII um Ruthenium handelt.The process of claim 11, wherein the Group VIII metal is ruthenium.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Ruthenium-basierte Hydrierungskatalysator ausgewählt ist unter Ruthenium(IV)oxid, dessen Hydrat, Rutheni- um(VIII)oxid, dessen Hydrat, elementarem Ruthenium und elementarem Ruthe- nium im Gemisch mit wenigstens einem Metall der Gruppen VIIb, VIII, Ib oder IIb. 13. The method of claim 12, wherein the ruthenium-based hydrogenation catalyst is selected from ruthenium (IV) oxide, its hydrate, ruthenium (VIII) oxide, its hydrate, elemental ruthenium and elemental Ruthe- nium in admixture with at least one metal of Groups VIIb, VIII, Ib or IIb.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das in Schritt (b) eingesetzte Halogenierungsmittel ausgewählt ist unter Phosgen, Phosphortrichlorid, Thio- nylchlorid und Oxalylchlorid.14. The method according to any one of claims 8 to 13, wherein the halogenating agent used in step (b) is selected from phosgene, phosphorus trichloride, thiophyl chloride and oxalyl chloride.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei das in Schritt (c) eingesetzte Reduktionsmittel ausgewählt ist unter Wasserstoff, Metallen der ersten bis fünften Hauptgruppe, Nebengruppenelementen, die ausgewählt sind unter Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Co, Ni und Zn, Bor, Silicium, Arsen, Selen, Tellur, Lithiumaluminiumhydrid, Phosphor und Kohlenstoff.15. The method according to any one of claims 8 to 14, wherein the reducing agent used in step (c) is selected from hydrogen, metals of the first to fifth main group, subgroup elements which are selected from Sc, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Co, Ni and Zn, boron, silicon, arsenic, selenium, tellurium, lithium aluminum hydride, phosphorus and carbon.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das in Schritt (c) eingesetzte Reduktionsmittel ausgewählt ist unter Wasserstoff, Natrium, Kalium, Magnesium, Aluminium, Eisen, Lithiumaluminiumhydrid und Silicium.16. The method of claim 15, wherein the reducing agent used in step (c) is selected from hydrogen, sodium, potassium, magnesium, aluminum, iron, lithium aluminum hydride and silicon.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Reduktion in Schritt (c) dadurch erfolgt, dass man die Verbindungen V mit Wasserstoff als Reduktionsmittel bei einem Druck von 10 bis 300 bar umsetzt.17. The method according to claim 16, wherein the reduction in step (c) is carried out by reacting the compounds V with hydrogen as a reducing agent at a pressure of 10 to 300 bar.
18. Verfahren zu Herstellung von Verbindungen der Formel VII gemäß der Definition in Anspruch 6, umfassend folgenden Schritt:18. A process for the preparation of compounds of the formula VII as defined in claim 6, comprising the following step:
Umsetzung von Verbindungen der Formel IX gemäß der Definition in Anspruch 8 mit Wasserstoff in Gegenwart eines Ruthenium-basierten Hydrierungskatalysators.Reacting compounds of formula IX as defined in claim 8 with hydrogen in the presence of a ruthenium-based hydrogenation catalyst.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Ruthenium-basierte Hydrierungskatalysator ausgewählt ist unter Ruthenium(IV)oxid, dessen Hydrat, Rutheni- um(VIII)oxid, dessen Hydrat, elementarem Ruthenium und elementarem Ruthenium im Gemisch mit wenigstens einem Metall der Gruppen VIIb, VIII, Ib oder IIb, wobei der Hydrierungskatalysator auf Aluminiumoxid geträgert ist.19. The process according to claim 18, wherein the ruthenium-based hydrogenation catalyst is selected from ruthenium (IV) oxide, its hydrate, ruthenium (VIII) oxide, its hydrate, elemental ruthenium and elemental ruthenium in admixture with at least one metal of groups VIIb , VIII, Ib or IIb, wherein the hydrogenation catalyst is supported on alumina.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 und 19, wobei die Umsetzung bei einem Druck von 50 bis 350 bar erfolgt.20. The method according to any one of claims 18 and 19, wherein the reaction is carried out at a pressure of 50 to 350 bar.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur von 80 bis 200 0C erfolgt.21. The method according to any one of claims 18 to 20, wherein the reaction takes place at a temperature of 80 to 200 0 C.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei R, R' und R" für einen Rest der Formel Il stehen und R'" für einen Rest der Formel X steht.22. The method according to any one of claims 1 to 21, wherein R, R 'and R "are a radical of the formula II and R'" is a radical of the formula X.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei R für einen Rest der Formel XII steht23. The method according to any one of claims 1 to 21, wherein R is a radical of the formula XII
#-(CR»R10)m-(CR13R"MCR"Rl2)n— (XII) # - (CR »R 10 ) m - (CR 13 R" MCR "R 12 ) n - (XII)
R' für einen Rest der Formel XIV stehtR 'is a radical of the formula XIV
#-(CR9R10)m-(CR15R16)-(CR11 R12)n (XIV) # - (CR 9 R 10 ) m - (CR 15 R 16 ) - (CR 11 R 12 ) n (XIV)
R" für einen Rest der Formel XVI stehtR "is a radical of the formula XVI
#-(CR9R10)m-(CR17R18)-(CR11 R12)n (XVl) # - (CR 9 R 10 ) m - ( CR17R18 ) - ( CR11 R12 ) n (XVI)
R'" für einen Rest der Formel XVIII stehtR '"is a radical of the formula XVIII
(XVIII) worin(XVIII) wherein
R9, R10, R11 und R12 unabhängig voneinander für H, Methyl oder Ethyl stehen,R 9 , R 10 , R 11 and R 12 independently of one another are H, methyl or ethyl,
m und n unabhängig voneinander für 0, 1 , 2 oder 3 stehen;m and n are independently 0, 1, 2 or 3;
R13 und R14 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie in Anspruch 1 definiert ist, oder einen Rest der Formel XIII stehen R 13 and R 14 are independently H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , wherein R 7 is as defined in claim 1, or a radical of formula XIII
R15 und R16 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie in Anspruch 1 definiert ist, oder einen Rest der Formel XV stehenR 15 and R 16 independently represent H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , wherein R 7 is as defined in claim 1, or a radical of the formula XV
R17 und R18 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie in Anspruch 1 definiert ist, oder einen Rest der Formel XVII stehenR 17 and R 18 are independently H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , wherein R 7 is as defined in claim 1, or a radical of formula XVII
R19 und R20 unabhängig voneinander für H, Methyl, Ethyl, -CH2-O-R7, worin R7 wie in Anspruch 1 definiert ist, oder einen Rest der Formel XIX stehenR 19 and R 20 are independently H, methyl, ethyl, -CH 2 -OR 7 , wherein R 7 is as defined in claim 1, or a radical of formula XIX
und and
R1, Z und x wie in Anspruch 1 definiert sind.R 1 , Z and x are as defined in claim 1.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19 und R20 für H stehen und die Summe aus m und n für O, 1 , 2 oder 3 steht. 24. The method of claim 23, wherein R 9, R 10, R 11, R 12, R 13, R 14, R 15, R 16, R 17, R 18, R 19 and R 20 are H and the sum of m and n are 0, 1, 2 or 3.
25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei m für O steht, n für 1 steht, R11, R13, R15, R17 und R19 für H stehen und R12, R14, R16, R18 und R20 für Methyl oder Ethyl stehen.The method of claim 23, wherein m is O, n is 1, R 11 , R 13 , R 15 , R 17 and R 19 are H and R 12 , R 14 , R 16 , R 18 and R 20 represent methyl or ethyl.
26. Verfahren nach Anspruch 23, wobei R9, R10, R11 und R12 für H stehen; m und n für 1 stehen;The process of claim 23 wherein R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n are 1;
R13 für einen Rest der Formel XIII steht;R 13 is a radical of formula XIII;
R14 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XIII steht;R 14 is H, methyl, ethyl or a radical of formula XIII;
R15 für einen Rest der Formel XV steht; R16 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XV steht;R 15 is a radical of the formula XV; R 16 is H, methyl, ethyl or a radical of formula XV;
R17 für einen Rest der Formel XVII steht;R 17 is a radical of formula XVII;
R18 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XVII steht;R 18 is H, methyl, ethyl or a radical of formula XVII;
R19 für einen Rest der Formel XIX steht; undR 19 is a radical of formula XIX; and
R20 für H, Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel XIX steht.R 20 is H, methyl, ethyl or a radical of the formula XIX.
27. Verfahren nach Anspruch 23, wobei R9, R10, R11 und R12 für H stehen; m und n für 1 stehen;27. The method of claim 23, wherein R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are H; m and n are 1;
R13, R15, R17 und R19für H, Methyl oder Ethyl stehen; und R14, R16, R18 und R20 für Methyl oder Ethyl stehen.R 13 , R 15 , R 17 and R 19 are H, methyl or ethyl; and R 14 , R 16 , R 18 and R 20 are methyl or ethyl.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei x für 0 steht. 28. The method according to any one of the preceding claims, wherein x is 0.
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